本文主要是介绍[状压dp] poj 2411 Mondriaan's Dream,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
原文
原作者:zthgreat
Mondriaan’s Dream
Description
Expert as he was in this material, he saw at a glance that he'll need a computer to calculate the number of ways to fill the large rectangle whose dimensions were integer values, as well. Help him, so that his dream won't turn into a nightmare!
Input
Output
Sample Input
1 2 1 3 1 4 2 2 2 3 2 4 2 11 4 11 0 0
Sample Output
1 0 1 2 3 5 144 51205
下面分析过程属于部分转载:http://blog.csdn.net/hopeztm/article/details/7841917?utm_source=tuicool&utm_medium=referral
这个题目类属于状态压缩DP,对于状态压缩DP,其实最简单的理解就是把状态用比特位的形式表示出来,我们会在下面用例子来说明。
假如现在我们在铺砖 位置(i, j), 并且假设之前的位置已经铺设好的了,在这个位置,我们的选择:
1. 不用铺砖了,可能在(i-1, j)的时刻已经被竖着铺上了,然后考虑的是(i, j+1)
2. 横铺砖,将(i, j+1)也铺上了,然后考虑的是(i, j+2)
3. 竖着铺砖,(将i,j)和(i+1,j)铺上一个竖立的转头。
所以我们如下翻译我们的选择,在位置(i, j) 如果我们选择横着贴砖,那么将(i, j), (i, j+1)都填写成1, 如果竖着贴砖,我们将(i,j)填写成0, 将(i+1, j)填写成1.
为什么要这么计数呢,我觉得应该这样理解:
1. 在横着贴砖的时候,(i, j), (i, j+1) 都是1,这个值其实对下一行如何选择没有影响。
2. 竖着贴砖的第二个,我们也选择了1, 因为这个砖头结束了,对下一行如何选择依然没有影响。
3. 而竖着的第一个砖头,这个砖头是对下面有影响的,如果(i,j)是0,那么(i+1, j)只有是1的情况下才能满足条件。(这涉及到接下来的 状态兼容性问题)
对于竖着贴砖为什么这样选择,这样选择的一个好处是,我们在处理最后一行的时候,可以保证最后一行都是1, 因为最后一行绝对不能成为 竖砖开始,所以很容易取得最后的解。
好了,我们把这样理解的方案画成图:
如果我们将每一行都理解成一个二进制数字,那么
Row1 = 51, Row2 = 15, Row3 = 48, Row4 = 63, Row5 = 51, Row6 = 63.
最后转头铺满的状态,一定是最后一行全是1。
我们用DP(i,j) 表示如下含义: 当第i行,达到状态j的时候,所能采取的方案数目。 所以明显我们的最后目的是求 DP(N, 2^M-1);
我们再来简单的分析一下为什么问题可以满足动态规划, 加入现在分析的对象是 DP(i,j), 那么这一行有多少种铺设办法是和上一行相关的,
如果上一行的某个状态DP(i-1,k) 可以达到 DP(i, j) 我们认为这两个状态是兼容的,如果DP(i-1,k)和DP(i, j)兼容并且 DP(i-1, k)有S中铺设方案,那么DP(i, j)就可以从DP(i-1, k)这条路径中获得S个方案。 当然这里k的取值可以是 0 ~~~~ 2^M -1种取值。
现在我们来理解一下,什么叫做 j, k 兼容。
其实我们在上面已经基本给出分析, 如果我们现在铺设 (i,x) x这里表示第i行,第x列
1. 如果值 i 行,j 在x位上的值是0, 那么第 i-1行,j的值在x位上一定是1。因为不可能在同一列相邻的位置铺两个竖着的 第一个,如果满足下一步测试的是(i, x+1), 否则直接返回不兼容。
2. 如果值 i 行,j在x位置的值是1 .
{
那么有可能有两种情况:
1. (i-1, x)是0, 这个时候一定是竖着铺设了,下一步检测的是(i, x + 1)
2. (i-1, x) 是1, 如果是这样的话,那么(i, x)一定是要选择横着铺了,那么(i,x+1)也一定是1,并且(i-1, x + 1)一定是1(如果是0,就是竖着铺了),如果不满足就返回不兼容,满足条件 就测试(i, x + 2)
}
对于第一行的兼容性,我们要做一下特别的分析,在第一行中,要么放0, 要么放1。
加入当前测试的是 DP(1, j)的第 x的比特位,即第1行,x列
1. 如果x是1,那么 x + 1 也一定是1,然后测试到 x + 2
2. 如果x是0, 那么直接测试下一个 x + 1
补充说明一点,当测试循环中,我们有时候必须要移动 1 位,有时候移动2位,当需要移动2位并且 x == M - 1(M列数)的时候,说明已经不可能兼容了。
下面贴出代码,并在代码中给予部分说明:#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;
#define mod 100000000
int n,m;
long long dp[15][1<<12];//设置初始状态
bool init(int status)
{for (int j=0; j<m;) //前j-1列符合要求,对第j列进行判断{if (status & (1<<j)) //第j列为1{if (j==m-1) //j为最后一列,不可行return false;if (status & (1<<(j+1))) //第j列和第j+1列都为1 则表示横放,可行,考虑 j+2列j+=2;else //第j列为1,第j+1列都为0不可行return false;}else //第j列为0 ,则为竖放,可行j++;}return true;
}
//判断上一次状态和本次状态是否兼容
bool check(int now_s,int pre_s)
{for (int j=0; j<m; ){if (now_s & (1<<j)) //第i行第j列为1{if (pre_s & (1<<j)) //第i-1行第j列也为1,那么第i行必然是横放{//第i行和第i-1行的第j+1都必须是1,否则是非法的if (j==m-1 || !(now_s & 1<<(j+1)) || !(pre_s & 1<<(j+1)))return false;elsej+=2;}elsej++; //第i-1行第j列为0,说明第i行第j列是竖放}else //第i行第j列为0,那么第i-1行的第j列应该是已经填充了的{if (pre_s & (1<<j))j++;elsereturn false;}}return true;
}void solve()
{int tot=(1<<m)-1;memset(dp, 0, sizeof(dp));for (int s=0; s<=tot; s++){if (init(s))dp[1][s]=1;}for (int i=2; i<=n; i++) //按行dp{for (int j=0; j<=tot; j++) //第i行的状态{for (int k=0; k<=tot; k++) //第i-1行的状态{if (check(j, k))dp[i][j]+=dp[i-1][k];}}}printf("%lld\n",dp[n][tot]);
}
int main()
{while (scanf("%d%d",&n,&m) && (n||m)){if (n&1 && m&1) //n和m均为奇数的话,矩形面积就是奇数,可知是不可能完全覆盖的{printf("0\n");continue;}if (n<m) //交换n和m使n较大m较小,这样能减少状态数swap(n, m);solve();}return 0;
}
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