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多米诺骨牌
[问题描述]
【算法分析】
很容易想到通过状态压缩 每行每列的 情况来动态规划,但这样状
态是 2n+m 的,只能通过部分数据。
这样做为什么会慢呢?有一点是很醒目的,当某一列在之前已经 ,这
时你再添加一个横的,这一列仍然保持 ,二进制状态一点也没变。虽然我也
讲不清为什么这样会慢,但是直觉……所以想通过计算补集,即有多少种方案列
不连通。这里是可以用容斥原理做的,用 S 表示至少有 i 列不 的方案,那么
i
i m-1
我们要计算的就是 S -S +S ……+(-1) S +……+(-1) S 。那么怎么求有 S 呢?
0 1 2 i m-1 i
下面以 S 为例,其它情况类推。
2
对于至少要两列不连通的情况,我们枚举这两列,将矩形分成 A 、A 、A
1 2 3
这三个区域。现在我们要计算有多少种方案满足每一行都 。对于某一行只要
这三个中任意一个那一行是 的即可,所以这三个矩形我们要 考虑。用
F[i]表示从第 1 行到第 i 行都 的方案数。我们先计算第一行到第 i 行随意摆放
骨牌的方案数,然后减去某一行不连通的方案数。我们枚举第一个不连通的行j ,
那么需要减去的方案数为 F[j]乘以 j+1 行到 i 行随意摆放骨牌的方案数,所以
。其中
Sum[A,i,j]表示子矩形A 的第 i 行到第j 行的孙子矩形里算意摆放骨牌的方案数,
F[0]=-1。
接下来我们只要预处理Sum数组就能在2m ×nm 的时间复杂度内解决此问
题。由于我们要计算所有子矩形中随意摆放骨牌的方案数,所以还是会超时。但
事实上当我们确定左边界、有边界、上边界后,所有矩形的 Sum 值可以在一次
2 m
状态压缩动态规划中一起计算。至此此题已经解决,时间复杂度O(nm ×nm2 )。
【总结】
这是一道很难的统计题,很难跳出状态压缩的定式从容斥的角度来统计,并
且那个在计算行 方案数时的递推也相当巧妙。
【程序】
program ex1;
const p
type tk=array[0..20,0..20] of longint;
var map,mmap:tk;
f:array[0..20,0..20,0..1 shl 15] of longint;
sum:array[0..20,0..20,0..20,0..20] of longint;
s,e:array[0..20] of longint;
tot,x1,y1,x2,y2,i,j,k,l,m,n,xys,lhh:longint;
ch:char;
procedure calc(var a:tk;n,m:longint); //状态压缩计算矩形 a 中随便摆放骨牌的方案数
var ii,jj,kk,ll,mm,nn:longint;
begin
for ii:=0 to n+1 do
for jj:=0 to m do
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