P2327 [SCOI2005]扫雷

本文介绍一种使用四维动态规划解决雷区计数问题的方法。通过定义状态转移方程,实现对不同输入条件下雷区排列可能性的精确计算。

https://www.luogu.org/problem/show?pid=2327

借鉴了一位dalao(@xyz32768)(洛谷)的题解
设一个四维数组f[i][0/1][0/1][0/1],分别表示第i个,i-1个是否有地雷,i个是否有地雷,i+1个是否有地雷。
当a=0时(如图)
a=0图1
此时只有一种情况:
这里写图片描述
也就是f[i][0][0][0]=f[i-1][0][0][0]+f[i-1][1][0][0]。

当a=1时,如下图所示:
a=1

此时,有三种情况:
这里写图片描述
这里写图片描述
这里写图片描述
即:

f[i][1][0][0]=f[i-1][0][1][0]+f[i-1][1][1][0]

f[i][0][1][0]=f[i-1][0][0][1]+f[i-1][1][0][1],

f[i][0][0][1]=f[i-1][0][0][0]+f[i-1][1][0][0]。

其他两种情况详见代码。

边界条件是f[0][0][0][0] = f[0][0][0][1] =1(这两种情况下都只有一种)

此外,结果取决于最后一个数字。如果该数字为0,说明答案是f[n][0][0][0];为1,则为f[n][1][0][0]与f[n][0][1][0]之和。其他两种情况见代码。

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<cstdlib>

using namespace std;

int f[10005][2][2][2];

inline int read(){
    int res = 1,x = 0;
    char ch = 0;
    while(ch<'0'||ch>'9'){
        if (ch=='-')
            res = -1;
        ch = getchar();
    }
    while(ch>='0'&&ch<='9'){
        x = (x<<3) + (x<<1) + ch - 48;
        ch = getchar();
    }
    return x*res;
}

int main(){
    int  n = read();
    int a;
    f[0][0][0][0] = f[0][0][0][1] = 1;
    for (int i =1;i<=n;i++){
        a = read();
        switch(a){
            case 0:
                f[i][0][0][0] = f[i-1][0][0][0] + f[i-1][1][0][0];
                break;
            case 1:
                f[i][1][0][0] = f[i-1][0][1][0] + f[i-1][1][1][0];
                f[i][0][1][0] = f[i-1][0][0][1] + f[i-1][1][0][1];
                f[i][0][0][1] = f[i-1][0][0][0] + f[i-1][1][0][0];
                break;
            case 2:
                f[i][1][1][0] = f[i-1][0][1][1] + f[i-1][1][1][1];
                f[i][1][0][1] = f[i-1][0][1][0] + f[i-1][1][1][0];
                f[i][0][1][1] = f[i-1][0][0][1] + f[i-1][1][0][1];
                break;
            case 3:
                f[i][1][1][1] = f[i-1][0][1][1] + f[i-1][1][1][1];
                break;
        }
    }
    int ans;
    if (a == 0) ans = f[n][0][0][0];
    if (a == 1) ans = f[n][1][0][0] + f[n][0][1][0];
    if (a == 2) ans = f[n][1][1][0];
    if (a == 3) ans = 0;
    cout<<ans<<endl;
    return 0;   
} 
### 关于SCOI2005 互不侵犯问题的DFS解法 对于SCOI2005 互不侵犯这一问题,采用深度优先搜索(DFS)的方法同样能够解决问题。这种方法通过尝试每一种可能的情况来寻找满足条件的结果。 #### DFS解题思路 在解决此问题时,DFS算法会逐行放置国王,并确保任何两个国王之间不会互相攻击。具体来说: - 使用二进制数表示每一行的状态,其中`1`代表当前位置已放置国王,`0`则为空白。 - 对于每一个新的行,在所有未被先前行中的国王威胁的位置上尝试放置新国王。 - 如果当前行的所有列都遍历完毕,则回溯至上一行继续探索其他可能性。 - 当成功放置了指定数量的国王后,计数器加一;如果某次递归达到了最后一行且仍未完成目标,则返回并调整之前的决策。 为了提高效率,还需要提前计算出哪些状态是合法的——即不存在连续两位都是`1`的状态,这可以通过简单的枚举实现[^4]。 #### Python代码实现 下面是一个基于上述逻辑编写的Python程序片段用于求解该问题: ```python def dfs(row, col_mask, left_diag, right_diag): global n, k, ans if row == n: if sum(bin(col)[2:].count(&#39;1&#39;) for col in cols) == k: ans += 1 return for i in range(1 << n): if bin(i).count(&#39;1&#39;) + sum(cols[:row]) > k: continue ok = ((~col_mask & ~left_diag & ~right_diag & (i)) == i) if not ok or &#39;11&#39; in bin(i): continue new_col_mask = col_mask | i new_left_diag = (left_diag | i) << 1 new_right_diag = (right_diag | i) >> 1 dfs(row + 1, new_col_mask, new_left_diag, new_right_diag) n, k = map(int, input().split()) cols = [0]*n ans = 0 dfs(0, 0, 0, 0) print(ans) ``` 这段代码定义了一个名为`dfs()`函数来进行深度优先搜索,它接收四个参数分别表示当前处理的是哪一行(`row`)、当前列上的占用情况(`col_mask`)、左斜线方向上的占用情况(`left_diag`)以及右斜线方向上的占用情况(`right_diag`)。全局变量`n`, `k`用来保存棋盘大小和要放置的国王数目,而`ans`则是最终答案的数量。
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