【数位DP】专题

<数位DP>

    所谓数位DP就是基于考虑数字的每一位来转移的DP。

    例如求比456小的数,可以这么考虑,

        4          5               6

          4        5             (0~6)

        4       (0~4)         (0~9)

        (0~3)(0~9)         (0~9)

通常数位DP可以写成如下记忆话搜索形式.某神牛模板

int dfs(int i, int s, bool e) {
    if (i==-1) return s==target_s;
    if (!e && f[i][s] != -1) return f[i][s];
    int res = 0;
    int u = e?num[i]:9;
    for (int d = first?1:0; d <= u; ++d)
        res += dfs(i-1, new_s(s, d), e&&d==u);
    return e?res:f[i][s]=res;
}

f为记忆化数组, 初始为-1;

i为当前处理串的第i位(权重表示法,也即后面剩下i+1位待填数);

s为之前数字的状态(如果要求后面的数满足什么状态,也可以再记一个目标状态t之类,for的时候枚举下t);

e表示之前的数是否是上界的前缀(即后面的数能否任意填)。

      例如考虑456 这个数字,现在要填个位,如果前面是45*,说明已经到达了上届, e = 1,个位只能填(0 ~ 6)。如果是44*,说明还没到达上届,e = 0,可以填(0 ~ 9)

下面是一些简单题,可以体会模板作用:

1.HDU 2089不要62

不吉利的数字为所有含有4或62的号码。例如:
62315 73418 88914
都属于不吉利号码。但是,61152虽然含有6和2,但不是62连号,所以不属于不吉利数字之列。
你的任务是,对于每次给出的一个牌照区间号,推断出交管局今次又要实际上给多少辆新的士车上牌照了。


/***********************************************
 * Author: fisty
 * Created Time: 2015/6/11 15:14:26
 * File Name   : hdu2089.cpp
 *********************************************** */
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <deque>
#include <cmath>
#include <queue>
#include <stack>
#include <list>
#include <map>
#include <set>
#include <string>
#include <vector>
#include <cstdio>
#include <bitset>
#include <algorithm>
using namespace std;
#define Debug(x) cout << #x << " " << x <<endl
#define Memset(x, a) memset(x, a, sizeof(x))
const int INF = 0x3f3f3f3f;
typedef long long LL;
typedef pair<int, int> P;
#define FOR(i, a, b) for(int i = a;i < b; i++)
int n, m;
int f[8][2];
int digit[10];
int cal_len(int x){
    int sum = 0;
    while(x){sum++; x /= 10;}
    return sum;
}
void cal_digit(int x, int len){
    Memset(digit, 0);   
    FOR(i, 1, len+1){
        digit[i] = x % 10;
        x /= 10;
    }
}
int dfs(int len, int s, int e){
    if(len == 0) return 1;
    if(!e && f[len][s] != -1) return f[len][s];
    
    int ans = 0;
    int u = e ? digit[len] : 9;
    for(int d = 0;d <= u; d++){
        if(d == 4 || (s && d == 2)) continue;
        ans += dfs(len-1, d == 6, e && d == u);
    }
    return e ? ans : f[len][s] = ans;
}
int solve(int x){
    int len = cal_len(x);
    cal_digit(x, len);

    int res = dfs(len, 0, 1);
    return res;
}
int main() {
    //freopen("in.cpp", "r", stdin);
    cin.tie(0);
    ios::sync_with_stdio(false);
    Memset(f, -1);
    while(cin >> n >> m){        
        if(!n && !m) break;
        cout << solve(m) - solve(n-1) << endl;
    }
    return 0;
}


2.hdu3555 Bomb

统计含有‘49’子串数字的个数

/***********************************************
 * Author: fisty
 * Created Time: 2015/6/11 15:37:12
 * File Name   : hdu3555.cpp
 *********************************************** */
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <deque>
#include <cmath>
#include <queue>
#include <stack>
#include <list>
#include <map>
#include <set>
#include <string>
#include <vector>
#include <cstdio>
#include <bitset>
#include <algorithm>
using namespace std;
#define Debug(x) cout << #x << " " << x <<endl
#define Memset(x, a) memset(x, a, sizeof(x))
const int INF = 0x3f3f3f3f;
typedef long long LL;
typedef pair<int, int> P;
#define FOR(i, a, b) for(int i = a;i < b; i++)
LL n;
LL f[31][2][2];
int digit[35];
LL z[35];
LL dfs(int len,int have, int s, int e){
    if(len == -1) return have;
    if(!e && f[len][have][s] != -1) return f[len][have][s];
    
    LL ans = 0;
    int u = e ? digit[len] : 9;
    for(int d = 0;d <= u; d++){
        if(s && d == 9){
            ans += dfs(len-1, 1, d == 4, e && d == u);
        }else{
            ans += dfs(len-1,have, d == 4 , e && d == u);
        }
    }
    return e ? ans : f[len][have][s] = ans;
}
LL solve(LL x){
    Memset(digit, 0);
    int len = 0;
    while(x){
        digit[len++] = x%10;
        x /= 10;
    }
    return dfs(len-1, 0, 0, 1);
}
int main() {
    //freopen("in.cpp", "r", stdin);
    cin.tie(0);
    ios::sync_with_stdio(false);
    int t;
    cin >> t;
    while(t--){
        cin >> n;
        Memset(f, -1);
        cout << solve(n) << endl;
    }
    return 0;
}

3.HDU4734 F(x)

For a decimal number x with n digits (A nA n-1A n-2 ... A 2A 1), we define its weight as F(x) = A n * 2 n-1 + A n-1 * 2 n-2 + ... + A 2 * 2 + A 1 * 1. Now you are given two numbers A and B, please calculate how many numbers are there between 0 and B, inclusive, whose weight is no more than F(A).
题意:
 我们定义十进制数x的权值为f(x) = a(n)*2^(n-1)+a(n-1)*2(n-2)+...a(2)*2+a(1)*1,a(i)表示十进制数x中第i位的数字。

 题目给出a,b,求出0~b有多少个权值不大于f(a)的数。

思路:
    而对于这道题,我们可以用dp[len][s]表示长度为len且权值不大于s的数。

  这道题用记忆化搜索,除边界条件外记录dp[len][s]的值,下一次发现以前已经计算过了就可以直接return;

 

  初值:dp[len][s] = -1; 

     dfs(len, s, e)表示求长度为len,不超过pre的所有符合条件的值。其中e是用来控制边界的。

     dfs过程中当深搜的边界,发现len < 0,s >=0 的时候就返回1.


<pre name="code" class="cpp">/***********************************************
 * Author: fisty
 * Created Time: 2015/6/11 17:48:26
 * File Name   : hdu4734.cpp
 *********************************************** */
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <deque>
#include <cmath>
#include <queue>
#include <stack>
#include <list>
#include <map>
#include <set>
#include <string>
#include <vector>
#include <cstdio>
#include <bitset>
#include <algorithm>
using namespace std;
#define Debug(x) cout << #x << " " << x <<endl
#define Memset(x, a) memset(x, a, sizeof(x))
const int INF = 0x3f3f3f3f;
typedef long long LL;
typedef pair<int, int> P;
#define FOR(i, a, b) for(int i = a;i < b; i++)
#define MAX_N 11
int t;
int a, b;
int f[MAX_N][200000];
int digit[MAX_N];
int dfs(int len, int s, int e){
    if(len < 0) return s >= 0;
    if(s < 0) return 0;
    if(!e && f[len][s] != -1) return f[len][s];

    int ans = 0;
    int u = e ? digit[len] : 9;
    for(int d = 0;d <= u; d++){
        ans += dfs(len-1, s - d*(1<<len), e && d == u);
    }
    return e ? ans : f[len][s] = ans;
}
int _f(int x){
    int sum = 0;
    int k = 1;
    while(x){
        sum += ((x % 10) * k);
        x /= 10;
        k *= 2;
    }
    return sum;
}
int solve(){
    int len = 0;
    Memset(digit, 0);
    while(b){
        digit[len++] = b % 10;
        b /= 10;
    }
    //Debug(_f(a));
    return dfs(len-1, _f(a), 1);    
}
int main() {
    //freopen("in.cpp", "r", stdin);
    cin.tie(0);
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin >> t;
    int cnt = 1;
    
    Memset(f, -1);
    while(t--){

        cin >> a >> b;
        cout << "Case" << " #" << cnt++ << ": ";
        cout << solve() << endl;
    }
    return 0;
}

 
 

4、 HDU 3652 B-number
判断字符串中有13并且 可以被13整除

记忆话搜索时添件一维mod,表示是否可以被13整除

/***********************************************
 * Author: fisty
 * Created Time: 2015/6/13 9:36:14
 * File Name   : hdu3652.cpp
 *********************************************** */
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <deque>
#include <cmath>
#include <queue>
#include <stack>
#include <list>
#include <map>
#include <set>
#include <string>
#include <vector>
#include <cstdio>
#include <bitset>
#include <algorithm>
using namespace std;
#define Debug(x) cout << #x << " " << x <<endl
#define Memset(x, a) memset(x, a, sizeof(x))
const int INF = 0x3f3f3f3f;
typedef long long LL;
typedef pair<int, int> P;
#define FOR(i, a, b) for(int i = a;i < b; i++)
#define MAX_N 16
int f[MAX_N][MAX_N][3];
int digit[MAX_N];
int dfs(int len, int mod, int s, int e){

    if(len <= 0) return mod == 0 && s == 2;
    if(!e && f[len][mod][s] != -1) return f[len][mod][s];
            
    int u = e ? digit[len] : 9;
    int ans = 0;
    for(int d = 0;d <= u; d++){
        int _mod = (mod*10 + d) % 13; //判断 mod 13 是否为0
        int _s = s;
        if(s == 0 && d == 1)
            //上一位不是1, 这一位是1
            _s = 1;
        if(s == 1 && d != 1)
            //上一位是1, 这一位是3,说明含有13这个子串
            _s = 0;
        if(s == 1 && d == 3)
            _s = 2;
            
        ans += dfs(len-1, _mod, _s, e && d == u);
    }
    return e ? ans : f[len][mod][s] = ans;
}
int main() {
    //freopen("in.cpp", "r", stdin);
    cin.tie(0);
    ios::sync_with_stdio(false);
    int n;
    while(cin >> n){
        Memset(digit, 0);
        Memset(f, -1);
        int len = 0;
        while(n){
            digit[++len] = n % 10;
            n /= 10;
        }
        cout << dfs(len, 0, 0, 1) << endl;
    }
    return 0;
}


5.hdu3709 Balanced Number

求区间[L, R]内平衡数的个数  仍然采用 [0, R] - [0, L-1]的形式

平衡数的定义是指,以某位作为支点,此位的左面(数字 * 距离)之和 与右边相等,距离是指某位到支点的距离;

对于一个数4234 ,要枚举每一位为支点,判断这个数是否为平衡数。

题解链接

中档题

1.

XHXJ's LIS HDU4352(数位DP)

主要是状态进行转移的时候,把十位的数进行压缩,再进行转移时比较独特

为在[L, R]区间中, 组成数字严格上升并且长度为K的个数

主要是状态的变化,

这里用了状态压缩来压缩一个10位数, 对于1356  长度不变的情况下如果要插入4,更具O(nlgn)
的LIS算法,会更新成1346, 是找到里面 a[i] > 4的第一个数,把他从原状态中去掉(s ^ (1 << i)) 再把x = 4 加上的情况  s‘ | (1 <<x)

题解


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