2023百度之星第三场【染色游戏】题解

题目:

小度在公园玩一个染色游戏,染色板为一个长为 n,宽为 m 的长方形网格,一开始它们的颜色都是白色。
小度的颜料可以将其中的 k 个的格子染成黑色,颜料需要用完,且不能重复染色。
最终的要求是任意相邻两行或任意相邻两列要么保证完全一致,要么完全不一致。

完全一致指相邻行/列中相邻的格子要么同为白色,要么同为黑色。
完全不一致指相邻行/列中相邻的格子一个为白色,一个为黑色。

请计算有多少种染色方案。

这是比赛第二题,赛时最后半小时第一题想不出来了,来看这道题,有了一点想法,但是后面卡住了,赛后看了别人题解发现自己题意理解错了,这题算是能补的范围内,故在此叙述一下补题的成果吧。

对于题意的理解,可以发现以下的性质,对于已经涂好色的一行,他的下一行要么和它相同,要么和它相反,所以颜色都是由前一行确定,第二个最重要的性质是只要行满足了这个条件,列也会满足这个条件,所以我们只要考虑行。我赛时理解错的地方在于,我以为必须全部都相同,或者必须交错地都相反。其实可以部分行相同,部分行相反。而我那种理解有一种很严重的问题就是无解的情况很多,全部相同,全部相反而言都对k有严格要求,才能有解。正确的题意的话,可以适当地选择相同相反的行数,使得最终染色的总数为k。

因此我们不妨枚举第一行中染色的块数为i,那么第一行的染色方案数就是C(m,i),在m个列中选i个列涂色。然后为了让染色总和为k,假设n行中总共有y个行和第一行染色方案相同,则有(n-y)个行的染色方案和第一行不同,不同的行染色的块数就是(m-i)。我们就可以得到以下的方程:

y*i+(n-y)*(m-i)==k

我们可以从中判断是否存在这样的y,如果有解,则答案可以加上C(m,i)*C(n,y)。

这里有个重要的理解地方,因为我们的i的意义是枚举第一行中染色的块,但是C(n,y)是任意选y行,可能第一行并没有被选中。所以我们需要修改一下想法。

对于最终的染色好的成果而言,每一行的染色成果,要么是超半的块被染,要么不到一半的块被选,所以我们枚举这两种方案中较少染色块的块数,另外超半的染色方案也被对应确立下来。所以枚举i从0到n/2,如果n是偶数,再去特判i==n/2时的答案,累加到答案中。

那么最终的代码就如下所示了:

//#pragma GCC optimize(2)
#include<bits/stdc++.h>
#define ll long long
#define ull unsigned long long
#define pii pair<int,int>
#define pll pair<long long,long long>
#define int long long
using namespace std;
int read(){
    int x=0,f=0,ch=getchar();
    while(!isdigit(ch)){if(ch=='-')f=1;ch=getchar();}
    while(isdigit(ch)){x=x*10+ch-'0';ch=getchar();}
    return f?-x:x;
}
const int maxn=1e7+10;//需要的最大组合数n,m的范围
const int mod=998244353;
ll fac[maxn], ifac[maxn];
inline ll ksm(ll a,ll b){
    ll res=1;
    for(;b;b>>=1,a=a*a%mod){
        if(b&1) res=res*a%mod;
    }
    return res;
}
inline ll C(int n, int m){//m是小的数字,n是大的
    if (n < m || m < 0)return 0;
    return 1ll*fac[n] * ifac[m] % mod * ifac[n - m] % mod;
}

inline ll A(int n, int m){//m是小的数字,n是大的
    if (n < m || m < 0)return 0;
    return fac[n] * ifac[n - m] % mod;
}
void init(){
    fac[0] = 1;//阶乘预处理
    for (int i = 1; i <= maxn - 5; i++)
        fac[i] = fac[i - 1] * i % mod;
    ifac[maxn - 5] = ksm(fac[maxn - 5], mod - 2);
    for (int i = maxn - 5; i; i--)
        ifac[i - 1] = ifac[i] * i % mod;
}
signed  main(){
    init();
    int n=read(),m=read(),k=read();
    int ans=0;
    for(int i=0;i<m/2;i++){//枚举较小的染色格数中选取i个格子染色
    //y*i+(m-i)*(n-y)==k
        int t=(m-i)*n-k,b=m-2*i;
        if(t%b) continue;
        int y=t/b;
        ans+=C(m,i)*C(n,y);
        ans%=mod;
    }
    if(m%2==0&&(n*m/2==k)){
        ans+=C(m,m/2)*ksm(2,n-1);
        ans%=mod;
    }
    cout<<ans<<endl;
    system("pause");
    return 0;
}

### 关于2024百度初赛第一场的题目解析 目前尚未有官方发布的关于2024百度初赛第一场的具体题目解析文档被广泛传播或公开引用。然而,基于以往的比赛惯例以及社区讨论的内容[^1],可以推测该比赛通常涉及算法设计、数据结构应用以及编程技巧等方面的知识。 #### 题目类型分析 根据过往几年百度竞赛的特点,其题目可能涵盖但不限于以下几个方面: - **字符串处理**:此类问题经常考察参赛者对于复杂模式匹配的理解能力,例如KMP算法的应用场景或者正则表达式的高效实现方法。 - **动态规划 (Dynamic Programming)**:这是解决最优化问题的一种重要手段,在许多比赛中都会出现。它通过把原问题分解成相对简单的子问题来求解复杂问题的方法[^2]。 - **图论(Graph Theory)**:包括但不限于最小生成树(MST),单源最短路径(SSSP)等问题都是常见考点之一。这些都需要扎实的基础理论支持才能快速找到最优解答方案[^3]。 以下是针对假设性的几类典型问题提供一些通用思路和技术要点说明: --- #### 字符串处理案例解析 如果遇到需要频繁查询某个特定字符序列是否存在的情况,则可考虑构建AC自动机来进行批量检索操作;而对于仅需判断两个字符串之间关系的任务来说,双指针技术往往能够满足需求并保持较低时间复杂度O(n)[^4]。 ```python def is_subsequence(s, t): it = iter(t) return all(char in it for char in s) # Example Usage: print(is_subsequence("abc", "ahbgdc")) # Output: True ``` --- #### 动态规划实例讲解 当面临背包问题变种或是区间覆盖等相关挑战时,定义状态转移方程至关重要。比如经典的一维数组形式dp[i]=max(dp[i], dp[j]+w(i,j))表示从前j项选取若干物品放入容量不超过i的情况下所能获得的最大价值总和[^5]。 ```python def knapsack(weights, values, capacity): n = len(values) dp = [0]*(capacity+1) for i in range(1,n+1): w,v=weights[i-1],values[i-1] for j in reversed(range(capacity+1)): if j >=w : dp[j]= max(dp[j], dp[j-w]+v ) return dp[-1] # Example Usage: weights=[2,3,4] values =[3,4,5] capacity=5 result=knapsack(weights,values,capacity) print(result) # Output:7 ``` --- #### 图论基础概念复习 在面对连通性验证或者是寻找关键节点这样的任务时,BFS/DFS遍历配合并查集Union-Find的数据结构通常是首选策略。它们能够在几乎线性时间内完成大规模网络拓扑属性计算工作[^6]。 ```python from collections import defaultdict, deque class Graph: def __init__(self): self.graph = defaultdict(list) def addEdge(self,u,v): self.graph[u].append(v) self.graph[v].append(u) def BFS(self,start_vertex): visited=set() queue=deque([start_vertex]) while(queue): vertex=queue.popleft() if(vertex not in visited): visited.add(vertex) queue.extend(set(self.graph[vertex])-visited) return list(visited) g=Graph() edges=[[0,1],[0,2],[1,2],[2,3]] for u,v in edges:g.addEdge(u,v) res=g.BFS(2) print(res) #[2, 0, 1, 3] ``` 尽管以上只是部分可能涉及到的技术领域概述及其简单示例展示,但对于准备参加类似赛事的学习者而言已经具备相当指导意义了。
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