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状态压缩DP
- 一.蒙德里安的梦想
- 二.最短Hamilton路径
一.蒙德里安的梦想
题目来源:蒙德里安的梦想
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;const int N=12, M = 1<< N; long long f[N][M] ;// 第一维表示列, 第二维表示所有可能的状态bool st[M]; //存储每种状态是否有奇数个连续的0,如果奇数个0是无效状态,如果是偶数个零置为true。//vector<int > state[M]; //二维数组记录合法的状态
vector<vector<int>> state(M); //两种写法等价:二维数组
int m , n;int main()
{while(cin>>n>>m, n||m){ //读入n和m,并且不是两个0即合法输入就继续读入//第一部分:预处理1//对于每种状态,先预处理每列不能有奇数个连续的0for(int i=0; i< 1<<n; i++){int cnt =0 ;//记录连续的0的个数bool isValid = true; // 某种状态没有奇数个连续的0则标记为truefor(int j=0;j<n;j++){ //遍历这一列,从上到下if(i>>j&1){ //i>>j位运算,表示i(i在此处是一种状态)的二进制数的第j位; &1为判断该位是否为1,如果为1进入ifif(cnt &1) { //这一位为1,看前面连续的0的个数,如果是奇数(cnt &1为真)则该状态不合法isValid =false;break;} //cnt=0; // 既然该位是1,并且前面不是奇数个0(经过上面的if判断),计数器清零。//其实清不清零没有影响}else cnt++; //否则的话该位还是0,则统计连续0的计数器++。}if(cnt &1) isValid =false; //最下面的那一段判断一下连续的0的个数st[i] = isValid; //状态i是否有奇数个连续的0的情况,输入到数组st中}//第二部分:预处理2// 经过上面每种状态 连续0的判断,已经筛掉一些状态。//下面来看进一步的判断:看第i-2列伸出来的和第i-1列伸出去的是否冲突for(int j=0;j< 1<<n;j++){ //对于第i列的所有状态state[j].clear(); //清空上次操作遗留的状态,防止影响本次状态。for(int k=0;k< 1<<n;k++){ //对于第i-1列所有状态if((j&k )==0 && st[j|k] ) // 第i-2列伸出来的 和第i-1列伸出来的不冲突(不在同一行) //解释一下st[j | k]shi i-1列的状态 //已经知道st[]数组表示的是这一列没有连续奇数个0的情况,//我们要考虑的是第i-1列(第i-1列是这里的主体)中从第i-2列横插过来的,还要考虑自己这一列(i-1列)横插到第i列的//比如 第i-2列插过来的是 k=10101,//第i-1列插出去到第i列的是 j=01000,//那么合在第i-1列,到底有多少个1呢?自然想到的就是这两个操作共同的结果:两个状态或。 j | k = 01000 | 10101 = 11101//这个 j|k 就是当前 第i-1列的到底有几个1,即哪几行是横着放格子的state[j].push_back(k); //二维数组state[j]表示第j行, //j表示 第i列“真正”可行的状态,如果第i-1列的状态k和j不冲突则压入state数组中的第j行。//“真正”可行是指:既没有前后两列伸进伸出的冲突;又没有连续奇数个0。}}//第三部分:dp开始memset(f,0,sizeof f); //全部初始化为0,因为是连续读入,这里是一个清空操作。类似上面的state[j].clear()f[0][0]=1 ;// 这里需要回忆状态表示的定义,按定义这里是:前第-1列都摆好,且从-1列到第0列伸出来的状态为0的方案数。//首先,这里没有-1列,最少也是0列。其次,没有伸出来,即没有横着摆的。即这里第0列只有竖着摆这1种状态。for(int i=1;i<= m;i++){ //遍历每一列:第i列合法范围是(0~m-1列)for(int j=0; j< 1<<n; j++){ //遍历当前列(第i列)所有状态jfor( auto k : state[j]) // 遍历第i-1列的状态k,如果“真正”可行,就转移f[i][j] += f[i-1][k]; // 当前列的方案数就等于之前的第i-1列所有状态k的累加。}}//最后答案是什么呢?//f[m][0]表示 前m-1列都处理完,并且第m-1列没有伸出来的所有方案数。//即整个棋盘处理完的方案数cout<< f[m][0]<<endl;}
}
二.最短Hamilton路径
题目来源:最短Hamilton路径
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<algorithm>using namespace std;const int N=20,M=1<<N;int f[M][N],w[N][N];//w表示的是无权图int main()
{int n;cin>>n;for(int i=0;i<n;i++)for(int j=0;j<n;j++)cin>>w[i][j];memset(f,0x3f,sizeof(f));//因为要求最小值,所以初始化为无穷大f[1][0]=0;//因为零是起点,所以f[1][0]=0;for(int i=0;i<1<<n;i++) //i表示所有的情况for(int j=0;j<n;j++)//j表示走到哪一个点if(i>>j&1)//j位是1,能到达点jfor(int k=0;k<n;k++)//k表示走到j这个点之前,以k为终点的最短距离if(i-(1<<j)>>k&1)//除去j之后,k位是1,能到达点k//到达j的状态i-(1<<j)f[i][j]=min(f[i][j],f[i-(1<<j)][k]+w[k][j]);//更新最短距离//n=10,0~9,i=1010101010//1 0 1 0 1 0 1 0 1 0//9 8 7 6 5 4 3 2 1 0//j=7时,i-(1<<j)=1010101010// - 10000000// =1000101010//k = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9//i-(1<<j)>>k&1 = 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 //i>>k&1 = 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1//因为初始化的问题f[i-(1<<j)][k]使得i-(1<<j)>>k&1和i>>k&1等价//(1<<n)-1=11111111111...n-1个1;//表示所有点都走过了,且终点是n-1的最短距离//位运算的优先级低于'+'-'所以有必要的情况下要打括号cout<<f[(1<<n)-1][n-1]<<endl;return 0;
}