POJ1321:棋盘问题(状压dp & DFS)

棋盘问题
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Description

在一个给定形状的棋盘(形状可能是不规则的)上面摆放棋子,棋子没有区别。要求摆放时任意的两个棋子不能放在棋盘中的同一行或者同一列,请编程求解对于给定形状和大小的棋盘,摆放k个棋子的所有可行的摆放方案C。

Input

输入含有多组测试数据。 
每组数据的第一行是两个正整数,n k,用一个空格隔开,表示了将在一个n*n的矩阵内描述棋盘,以及摆放棋子的数目。 n <= 8 , k <= n 
当为-1 -1时表示输入结束。 
随后的n行描述了棋盘的形状:每行有n个字符,其中 # 表示棋盘区域, . 表示空白区域(数据保证不出现多余的空白行或者空白列)。 

Output

对于每一组数据,给出一行输出,输出摆放的方案数目C (数据保证C<2^31)。

Sample Input

2 1
#.
.#
4 4
...#
..#.
.#..
#...
-1 -1

Sample Output

2
1

Source


搜索版本:

# include <stdio.h>
# include <string.h>
char s[9][9];
int n, k, vis[9], ans;
void dfs(int l, int icount)
{
    if(icount == 0)
    {
        ++ans;
        return;
    }
    if(l<=0)
        return;
    for(int j=1; j<=n; ++j)
    {
        if(s[l][j] == '#' &&!vis[j])
        {
            vis[j] = 1;
            dfs(l-1, icount-1);
            vis[j] = 0;
        }
    }
    if(l-icount>0)
        dfs(l-1, icount);
}
int main()
{
    while(~scanf("%d%d",&n,&k),n != -1 && k!= -1)
    {
        ans = 0;
        memset(vis, 0, sizeof(vis));
        for(int i=1; i<=n; ++i)
            scanf("%s",s[i]+1);
        dfs(n, k);
        printf("%d\n",ans);
    }
    return 0;
}

状压dp版本:

# include <stdio.h>
# include <string.h>
int dp[9][1<<9], sum[1<<9];
char s[10][10];
int fun(int num)
{
    int cnt = 0;
    while(num)
    {
        cnt += num&1;
        num >>= 1;
    }
    return cnt;
}
int main()
{
    int n, k, up=1<<9;
    for(int i=0; i<up; ++i)
        sum[i] = fun(i);
    while(~scanf("%d%d",&n,&k),n!=-1 && k!=-1)
    {
        int r = 1<<n;
        for(int i=1; i<=n; ++i)
            scanf("%s",s[i]);
        memset(dp, 0, sizeof(dp));
        dp[0][0] = 1;
        for(int i=1; i<=n; ++i)
            for(int j=0; j<r; ++j)
                if(sum[j] <= k)
                {
                    dp[i][j] += dp[i-1][j];
                    for(int l=0; l<n; ++l)
                        if(s[i][l] == '#' && ((j&(1<<l))==0))
                            dp[i][j|(1<<l)] += dp[i-1][j];
                }
        int ans = 0;
        for(int i=0; i<r; ++i)
            if(sum[i] == k)
                ans += dp[n][i];
        printf("%d\n",ans);
    }
    return 0;
}



DP超详细教程:从入门到精通 DP缩动态规划)是一种非常实用的算法技巧,特别适合处理态可以用二进制表示的问题。下面我将用最详细、最系统的方式讲解这个技术,保证你能彻底理解。 一、DP的本质 1.1 什么是缩? 缩的核心思想是:用二进制位来表示某种态。比如: 有5个灯泡:可以用5位二进制数表示它们的开关10101表示第1、3、5个灯亮,2、4灭 有8个任务是否完成:可以用8位二进制数表示 11001001表示第12、5、8个任务已完成 1.2 为什么需要态? 传统DP在表示某些态时会遇到困难。例如: 棋盘放置问题:要记录哪些格子被占用 任务分配问题:要记录哪些任务已被分配 路径问题:要记录哪些点已经访问过 如果用传统数组表示,可能需要多维数组,空间复杂度爆炸。而用二进制缩,一个整数就能表示复杂的态。 二、DP的三大组成部分 2.1 态表示 用一个整数的二进制形式表示态: 每一位代表一个元素的态(选中/未选中,存在/不存在等) 整数范围:0到2ⁿ-1(n是元素个数) 示例:3个物品的选择态 000(0):都没选 0011):选第1个 010(2):选第2个 011(3):选第12个 ... 111(7):全选 2.2 态转移 定义如何从一个态转移到另一个态,通常包括: 检查当前态的某些位 根据条件修改某些位 生成新2.3 DP数组设计 dp[state]或dp[state][i],其中: state是缩后的态 i可能是附加信息(如当前位置、已选数量等) 三、必须精通的位运算技巧 3.1 基本操作 操作 代码表示 示例(假设8位二进制) 设置第i位为1 `state (1 &lt;&lt; i)` `0010 (1&lt;&lt;2) &rarr; 0110` 设置第i位为0 state &amp; ~(1 &lt;&lt; i) 0110 &amp; ~(1&lt;&lt;2) &rarr; 0010 切换第i位 state ^ (1 &lt;&lt; i) 0110 ^ (1&lt;&lt;2) &rarr; 0010 检查第i位是否为1 (state &gt;&gt; i) &amp; 1 (0110 &gt;&gt; 2) &amp; 1 &rarr; 1 3.2 高级技巧 枚举所有子集: cpp for(int subset = state; subset; subset = (subset-1)&amp;state){ // 处理subset } 最低位的1: cpp int lowbit = x &amp; -x; 统计1的个数: cpp int count = __builtin_popcount(state); // GCC内置函数 六、DP的优化技巧 6.1 预处理合法态 很多问题中,大部分态是不合法的,可以预先筛选: cpp vector&lt;int&gt; valid_states; for (int state = 0; state &lt; (1 &lt;&lt; n); ++state) { if (check(state)) { // 检查state是否合法 valid_states.push_back(state); } } 6.2 滚动数组优化 当态只依赖前一个阶段时,可以节省空间: cpp vector&lt;vector&lt;int&gt;&gt; dp(2, vector&lt;int&gt;(size)); // 只保留当前和上一个态 int now = 0, prev = 1; for (int i = 1; i &lt;= n; ++i) { swap(now, prev); for (auto&amp; state : valid_states) { dp[now][state] = 0; // 清空当前态 // 态转移... } } 6.3 记忆化搜索实现 有时递归形式更直观: cpp int memo[1&lt;&lt;20][20]; // 记忆化数组 int dfs(int state, int u) { if (memo[state][u] != -1) return memo[state][u]; // 递归处理... return memo[state][u] = res; } 七、常见问题与调试技巧 7.1 常见错误 位运算优先级:总是加括号,如(state &amp; (1 &lt;&lt; i)) 数组越界:态数是2ⁿ,不是n 初始态设置错误:比如TSP中dp[1][0] = 0 边界条件处理不当:如全选态是(1&lt;&lt;n)-1,不是1&lt;&lt;n 7.2 调试建议 打印中间态:将二进制态转换为可视化的形式 cpp void printState(int state, int n) { for (int i = n-1; i &gt;= 0; --i) cout &lt;&lt; ((state &gt;&gt; i) &amp; 1); cout &lt;&lt; endl; } 从小规模测试用例开始(如n=3,4) 使用assert检查关键假设 八、学习路线建议 初级阶段: 练习基本位操作 解决简单问题(如LeetCode 464、526题) 中级阶段: 掌握经典模型(TSP、棋盘覆盖) 学习优化技巧(预处理、滚动数组) 高级阶段: 处理高维(如需要同时缩多个态) 结合其他算法(如BFS、双指针) 九、实战练习题目推荐 入门题: LeetCode 78. Subsets(理解态表示) LeetCode 464. Can I Win(简单DP) 中等题: LeetCode 526. Beautiful Arrangement LeetCode 691. Stickers to Spell Word 经典题: POJ 2411. Mondriaan&#39;s Dream(棋盘覆盖) HDU 3001. Travelling(三进制) 挑战题: Codeforces 8C. Looking for Order Topcoder SRM 556 Div1 1000. LeftRightDigitsGame2 记住,掌握DP的关键在于: 彻底理解二进制态表示 熟练运用位运算 通过大量练习培养直觉 希望这份超详细的教程能帮助你彻底掌握DP!如果还有任何不明白的地方,可以针对具体问题继续深入探讨。 请帮我转成markdown语法输出,谢谢
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08-13
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