ITON - 1 论矩阵的妙用

关于标题

I(Interesting)T(Test)O(Of)N(Noip)

番外(论矩阵的妙用)

一道USACO的题:

The Clocks【搜索专题】

题目背景
USACO 1.4.2 (IOI’94)
搜索专题训练(一)

题目描述
考虑将如此安排在一个 3×3 行列中的九个时钟:

ITON - 1 论矩阵的妙用_第1张图片

目标要找一个最小的移动顺序次将所有的指针指向12点.
下面原表格列出了 9 种不同的旋转指针的方法,每一种方法都叫一次移动。
选择 1 到 9 号移动方法,将会使在表格中对应的时钟的指针顺时针旋转90度。

移动方法 —– 受影响的时钟
— 1 ————— ABDE —–
— 2 ————— ABC ——
— 3 ————— BCEF ——
— 4 ————— ADG ——
— 5 ————– BDEFH —–
— 6 ————— CFI ——–
— 7 ————— DEGH —–
— 8 ————— GHI ——–
— 9 ————— EFHI ——–
比如一个例子:

这里写图片描述

但这可能不是正确的方法,请看下面。

输入格式
第 1-3 行:三个空格分开的数字,每个数字表示一个时钟的初始时间:3,6,9,12。
数字的含意和上面第一个例子一样。

输出格式
单独的一行包括一个用空格分开的将所有指针指向 12:00 的最短移动顺序的列表。
如果有多种方案,输出那种使的连接起来数字最小的方案。(举例来说:5 2 4 6 < 9 3 1 1)。

样例数据 1
输入  [复制]

9 9 12
6 6 6
6 3 6
输出

4 5 8 9
这是我同学SZM的代码:

SZM.CPP

#include
using namespace std;

int f[500005][4][4],num[4][4],done[500005],pre[500005];
int head,tail,ans=0;
bool p[4][4][4][4][4][4][4][4][4];
bool flag=false;

inline int add(int x)
{
    x=x+1;
    if(x==4) return 0;
    else return x;
}

inline void work1(int x)
{
    int a[4][4];

    for(int t=1;t<=3;++t)
    {
        for(int h=1;h<=3;++h)
        {
            a[t][h]=f[x][t][h];
        }
    }

    a[1][1]=add(a[1][1]);
    a[1][2]=add(a[1][2]);
    a[2][1]=add(a[2][1]);
    a[2][2]=add(a[2][2]);

    bool fuck=true;

    for(int t=1;t<=3;++t)
    {
        for(int h=1;h<=3;++h)
        {
            if(a[t][h]!=3)
            {
                fuck=false;
                break;
            }
        }
        if(fuck==false) break;
    }
    if(fuck==true)
    {
        int now=x,q[22],val=0;
        flag=true;
        q[++val]=1;

        if(x!=1)    q[++val]=done[x];

        while(pre[now]!=0)
        {
            now=pre[now];
            if(done[now]!=0)
            {
                q[++val]=done[now];
            }
        }

        for(int t=val;t>=1;--t) 
            cout<<q[t]<<' ';
    }

    if(!p[a[1][1]][a[1][2]][a[1][3]][a[2][1]][a[2][2]][a[2][3]][a[3][1]][a[3][2]][a[3][3]])
    {
        p[a[1][1]][a[1][2]][a[1][3]][a[2][1]][a[2][2]][a[2][3]][a[3][1]][a[3][2]][a[3][3]]=true;

        ++tail;
        for(int t=1;t<=3;++t)
        {
            for(int h=1;h<=3;++h)
            {
                f[tail][t][h]=a[t][h];
                if(a[t][h]>3) ans++;
            }
        }
        pre[tail]=x,done[tail]=1;
    }
}
inline void work2(int x)
{
    int a[4][4];
    for(int t=1;t<=3;++t)
    {
        for(int h=1;h<=3;++h)
        {
            a[t][h]=f[x][t][h];
        }
    }

    a[1][1]=add(a[1][1]);
    a[1][2]=add(a[1][2]);
    a[1][3]=add(a[1][3]);

    bool fuck=true;

    for(int t=1;t<=3;++t)
    {
        for(int h=1;h<=3;++h)
        {
            if(a[t][h]!=3)
            {
                fuck=false;
                break;
            }
        }
        if(fuck==false) break;
    }
    if(fuck==true)
    {
        int now=x,q[22],val=0;
        flag=true;
        q[++val]=2;
        if(x!=1)q[++val]=done[x];
        while(pre[now]!=0)
        {
            now=pre[now];
            if(done[now]!=0)
            {
                q[++val]=done[now];
            }
        }
        for(int t=val;t>=1;t--) cout<<q[t]<<' ';
    }
    if(!p[a[1][1]][a[1][2]][a[1][3]][a[2][1]][a[2][2]][a[2][3]][a[3][1]][a[3][2]][a[3][3]])
    {
        p[a[1][1]][a[1][2]][a[1][3]][a[2][1]][a[2][2]][a[2][3]][a[3][1]][a[3][2]][a[3][3]]=true;

        tail++;
        for(int t=1;t<=3;++t)
        {
            for(int h=1;h<=3;++h)
            {
                f[tail][t][h]=a[t][h];
            }
        }
        pre[tail]=x,done[tail]=2;
    }
}
void work3(int x)
{
    int a[4][4];
    for(int t=1;t<=3;++t)
    {
        for(int h=1;h<=3;++h)
        {
            a[t][h]=f[x][t][h];
        }
    }
    a[1][2]=add(a[1][2]);
    a[1][3]=add(a[1][3]);
    a[2][2]=add(a[2][2]);
    a[2][3]=add(a[2][3]);
    bool fuck=true;
    for(int t=1;t<=3;++t)
    {
        for(int h=1;h<=3;++h)
        {
            if(a[t][h]!=3)
            {
                fuck=false;
                break;
            }
        }
        if(fuck==false) break;
    }
    if(fuck==true)
    {
        int now=x,q[22],val=0;
        flag=true;
        q[++val]=3;
        if(x!=1)q[++val]=done[x];
        while(pre[now]!=0)
        {
            now=pre[now];
            if(done[now]!=0)
            {
                q[++val]=done[now];
            }
        }
        for(int t=val;t>=1;t--) cout<<q[t]<<' ';
    }
    if(!p[a[1][1]][a[1][2]][a[1][3]][a[2][1]][a[2][2]][a[2][3]][a[3][1]][a[3][2]][a[3][3]])
    {
        p[a[1][1]][a[1][2]][a[1][3]][a[2][1]][a[2][2]][a[2][3]][a[3][1]][a[3][2]][a[3][3]]=true;

        tail++;
        for(int t=1;t<=3;++t)
        {
            for(int h=1;h<=3;++h)
            {
                f[tail][t][h]=a[t][h];
            }
        }
        pre[tail]=x,done[tail]=3;
    }
}
void work4(int x)
{
    int a[4][4];
    for(int t=1;t<=3;++t)
    {
        for(int h=1;h<=3;++h)
        {
            a[t][h]=f[x][t][h];
        }
    }
    a[1][1]=add(a[1][1]);
    a[2][1]=add(a[2][1]);
    a[3][1]=add(a[3][1]);
    bool fuck=true;
    for(int t=1;t<=3;++t)
    {
        for(int h=1;h<=3;++h)
        {
            if(a[t][h]!=3)
            {
                fuck=false;
                break;
            }
        }
        if(fuck==false) break;
    }
    if(fuck==true)
    {
        int now=x,q[22],val=0;
        flag=true;
        q[++val]=4;
        if(x!=1)q[++val]=done[x];
        while(pre[now]!=0)
        {
            now=pre[now];
            if(done[now]!=0)
            {
                q[++val]=done[now];
            }
        }
        for(int t=val;t>=1;t--) cout<<q[t]<<' ';
    }
    if(!p[a[1][1]][a[1][2]][a[1][3]][a[2][1]][a[2][2]][a[2][3]][a[3][1]][a[3][2]][a[3][3]])
    {
        p[a[1][1]][a[1][2]][a[1][3]][a[2][1]][a[2][2]][a[2][3]][a[3][1]][a[3][2]][a[3][3]]=true;

        tail++;
        for(int t=1;t<=3;++t)
        {
            for(int h=1;h<=3;++h)
            {
                f[tail][t][h]=a[t][h];
            }
        }
        pre[tail]=x,done[tail]=4;
    }
}
void work5(int x)
{
    int a[4][4];
    for(int t=1;t<=3;++t)
    {
        for(int h=1;h<=3;++h)
        {
            a[t][h]=f[x][t][h];
        }
    }
    a[1][2]=add(a[1][2]);
    a[2][1]=add(a[2][1]);
    a[2][2]=add(a[2][2]);
    a[2][3]=add(a[2][3]);
    a[3][2]=add(a[3][2]);
    bool fuck=true;
    for(int t=1;t<=3;++t)
    {
        for(int h=1;h<=3;++h)
        {
            if(a[t][h]!=3)
            {
                fuck=false;
                break;
            }
        }
        if(fuck==false) break;
    }
    if(fuck==true)
    {
        int now=x,q[22],val=0;
        flag=true;
        q[++val]=5;
        if(x!=1)q[++val]=done[x];
        while(pre[now]!=0)
        {
            now=pre[now];
            if(done[now]!=0)
            {
                q[++val]=done[now];
            }
        }
        for(int t=val;t>=1;t--) cout<<q[t]<<' ';
    }
    if(!p[a[1][1]][a[1][2]][a[1][3]][a[2][1]][a[2][2]][a[2][3]][a[3][1]][a[3][2]][a[3][3]])
    {
        p[a[1][1]][a[1][2]][a[1][3]][a[2][1]][a[2][2]][a[2][3]][a[3][1]][a[3][2]][a[3][3]]=true;

        tail++;
        for(int t=1;t<=3;++t)
        {
            for(int h=1;h<=3;++h)
            {
                f[tail][t][h]=a[t][h];
            }
        }
        pre[tail]=x,done[tail]=5;
    }
}
void work6(int x)
{
    int a[4][4];
    for(int t=1;t<=3;++t)
    {
        for(int h=1;h<=3;++h)
        {
            a[t][h]=f[x][t][h];
        }
    }
    a[1][3]=add(a[1][3]);
    a[2][3]=add(a[2][3]);
    a[3][3]=add(a[3][3]);
    bool fuck=true;
    for(int t=1;t<=3;++t)
    {
        for(int h=1;h<=3;++h)
        {
            if(a[t][h]!=3)
            {
                fuck=false;
                break;
            }
        }
        if(fuck==false) break;
    }
    if(fuck==true)
    {
        int now=x,q[22],val=0;
        flag=true;
        q[++val]=6;
        if(x!=1)q[++val]=done[x];
        while(pre[now]!=0)
        {
            now=pre[now];
            if(done[now]!=0)
            {
                q[++val]=done[now];
            }
        }
        for(int t=val;t>=1;t--) cout<<q[t]<<' ';
    }
    if(!p[a[1][1]][a[1][2]][a[1][3]][a[2][1]][a[2][2]][a[2][3]][a[3][1]][a[3][2]][a[3][3]])
    {
        p[a[1][1]][a[1][2]][a[1][3]][a[2][1]][a[2][2]][a[2][3]][a[3][1]][a[3][2]][a[3][3]]=true;

        tail++;
        for(int t=1;t<=3;++t)
        {
            for(int h=1;h<=3;++h)
            {
                f[tail][t][h]=a[t][h];
            }
        }
        pre[tail]=x,done[tail]=6;
    }
}
void work7(int x)
{
    int a[4][4];
    for(int t=1;t<=3;++t)
    {
        for(int h=1;h<=3;++h)
        {
            a[t][h]=f[x][t][h];
        }
    }
    a[2][1]=add(a[2][1]);
    a[2][2]=add(a[2][2]);
    a[3][1]=add(a[3][1]);
    a[3][2]=add(a[3][2]);
    bool fuck=true;
    for(int t=1;t<=3;++t)
    {
        for(int h=1;h<=3;++h)
        {
            if(a[t][h]!=3)
            {
                fuck=false;
                break;
            }
        }
        if(fuck==false) break;
    }
    if(fuck==true)
    {
        int now=x,q[22],val=0;
        flag=true;
        q[++val]=7;
        if(x!=1)q[++val]=done[x];
        while(pre[now]!=0)
        {
            now=pre[now];
            if(done[now]!=0)
            {
                q[++val]=done[now];
            }
        }
        for(int t=val;t>=1;t--) cout<<q[t]<<' ';
    }
    if(!p[a[1][1]][a[1][2]][a[1][3]][a[2][1]][a[2][2]][a[2][3]][a[3][1]][a[3][2]][a[3][3]])
    {
        p[a[1][1]][a[1][2]][a[1][3]][a[2][1]][a[2][2]][a[2][3]][a[3][1]][a[3][2]][a[3][3]]=true;

        tail++;
        for(int t=1;t<=3;++t)
        {
            for(int h=1;h<=3;++h)
            {
                f[tail][t][h]=a[t][h];
            }
        }
        pre[tail]=x,done[tail]=7;
    }
}
void work8(int x)
{
    int a[4][4];
    for(int t=1;t<=3;++t)
    {
        for(int h=1;h<=3;++h)
        {
            a[t][h]=f[x][t][h];
        }
    }
    a[3][1]=add(a[3][1]);
    a[3][2]=add(a[3][2]);
    a[3][3]=add(a[3][3]);
    bool fuck=true;
    for(int t=1;t<=3;++t)
    {
        for(int h=1;h<=3;++h)
        {
            if(a[t][h]!=3)
            {
                fuck=false;
                break;
            }
        }
        if(fuck==false) break;
    }
    if(fuck==true)
    {
        int now=x,q[22],val=0;
        flag=true;
        q[++val]=8;
        if(x!=1)q[++val]=done[x];
        while(pre[now]!=0)
        {
            now=pre[now];
            if(done[now]!=0)
            {
                q[++val]=done[now];
            }
        }
        for(int t=val;t>=1;t--) cout<<q[t]<<' ';
    }
    if(!p[a[1][1]][a[1][2]][a[1][3]][a[2][1]][a[2][2]][a[2][3]][a[3][1]][a[3][2]][a[3][3]])
    {
        p[a[1][1]][a[1][2]][a[1][3]][a[2][1]][a[2][2]][a[2][3]][a[3][1]][a[3][2]][a[3][3]]=true;

        tail++;
        for(int t=1;t<=3;++t)
        {
            for(int h=1;h<=3;++h)
            {
                f[tail][t][h]=a[t][h];
            }
        }
        pre[tail]=x,done[tail]=8;
    }
}
void work9(int x)
{
    int a[4][4];
    for(int t=1;t<=3;++t)
    {
        for(int h=1;h<=3;++h)
        {
            a[t][h]=f[x][t][h];
        }
    }
    a[2][2]=add(a[2][2]);
    a[2][3]=add(a[2][3]);
    a[3][2]=add(a[3][2]);
    a[3][3]=add(a[3][3]);
    bool fuck=true;
    for(int t=1;t<=3;++t)
    {
        for(int h=1;h<=3;++h)
        {
            if(a[t][h]!=3)
            {
                fuck=false;
                break;
            }
        }
        if(fuck==false) break;
    }
    if(fuck==true)
    {
        int now=x,q[22],val=0;
        flag=true;
        q[++val]=9;
        if(x!=1)q[++val]=done[x];
        while(pre[now]!=0)
        {
            now=pre[now];
            if(done[now]!=0)
            {
                q[++val]=done[now];
            }
        }
        for(int t=val;t>=1;t--) cout<<q[t]<<' ';
    }
    if(!p[a[1][1]][a[1][2]][a[1][3]][a[2][1]][a[2][2]][a[2][3]][a[3][1]][a[3][2]][a[3][3]])
    {
        p[a[1][1]][a[1][2]][a[1][3]][a[2][1]][a[2][2]][a[2][3]][a[3][1]][a[3][2]][a[3][3]]=true;

        tail++;
        for(int t=1;t<=3;++t)
        {
            for(int h=1;h<=3;++h)
            {
                f[tail][t][h]=a[t][h];
            }
        }
        pre[tail]=x,done[tail]=9;
    }
}
int main()
{
    int bb;
    memset(p,false,sizeof(p));
    for(int i=1;i<=3;i++)
    {
        for(int j=1;j<=3;j++)
        {
            scanf("%d",&bb);
            num[i][j]=bb/3-1;
        }
    }
    p[num[1][1]][num[1][2]][num[1][3]][num[2][1]][num[2][2]][num[2][3]][num[3][1]][num[3][2]][num[3][3]]=true;
    head=0,tail=1,pre[tail]=0,done[tail]=0;
    for(int i=1;i<=3;i++)
    {
        for(int j=1;j<=3;j++)
        {
            f[tail][i][j]=num[i][j];
        }
    }
    while(headif(flag==true) break;
        work2(head);
        if(flag==true) break;
        work3(head);
        if(flag==true) break;
        work4(head);
        if(flag==true) break;
        work5(head);
        if(flag==true) break;
        work6(head);
        if(flag==true) break;
        work7(head);
        if(flag==true) break;
        work8(head);
        if(flag==true) break;
        work9(head);
        if(flag==true) break;
    }
    return 0;
}

500行的代码不知道他是以怎样的毅力打完的。。。
反正我是看着都晕。。
下面是标准std算法:

STD.CPP

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
#define MAXSTEPS 30
const int a[9][9]=
{
    {1,1,0,1,1,0,0,0,0},
    {1,1,1,0,0,0,0,0,0},
    {0,1,1,0,1,1,0,0,0},
    {1,0,0,1,0,0,1,0,0},
    {0,1,0,1,1,1,0,1,0},
    {0,0,1,0,0,1,0,0,1},
    {0,0,0,1,1,0,1,1,0},
    {0,0,0,0,0,0,1,1,1},
    {0,0,0,0,1,1,0,1,1},
};
int now[9],minstep;
int path[MAXSTEPS],time[9];
int init()
{
    int i,k;
    for(i=0; i<9; i++)
    {
        scanf("%d",&k);;
        now[i]=(k/3)%4;
    }
    memset(path,0,sizeof(path));
    memset(time,0,sizeof(time));
}
int ok()
{
    int i;
    for(i=0; i<9; i++)
        if(now[i]%4!=0)return 0;
    return 1;
}
void output()
{
    int i;
    for(i=0;i1;i++)
    cout<1<<" ";
    cout<1]+1<void change(int i)
{
    int j;
    for(j=0; j<9; j++)
        now[j]+=a[i][j];
}
void regain(int i)
{
    int j;
    for(j=0; j<9; j++)
        now[j]-=a[i][j];

}
void search(int step)
{
    int i,j;
    if(step>=MAXSTEPS) return;
    if(ok())
    {
        minstep=step;
        output();
        return;
    }
    if (step==0) j=0;
    else if(time[path[step-1]]<3) j=path[step-1];
    else
        j=path[step-1]+1;
    for(i=j; i<9; i++)
    {
        change(i);
        time[i]++;
        path[step]=i;
        search(step+1);
        regain(i);
        time[i]--;

    }
}

int main(void)
{
    init();
    search(0);
    return 0;
}

正片开始 ↓ ↓ ↓
国外某大佬的代码(引用自http://blog.csdn.net/dyllove98/article/details/9002826):

WTF.CPP

//??????ans from web
#include 

int a[9][9]= { {3,3,3,3,3,2,3,2,0},
               {2,3,2,3,2,3,1,0,1},
               {3,3,3,2,3,3,0,2,3},
               {2,3,1,3,2,0,2,3,1},
               {2,3,2,3,1,3,2,3,2},
               {1,3,2,0,2,3,1,3,2},
               {3,2,0,3,3,2,3,3,3},
               {1,0,1,3,2,3,2,3,2},
               {0,2,3,2,3,3,3,3,3} };
int v[9];

int main() {
    int i,j,k;
    for (i=0; i<9; i++) {
        scanf("%d",&k);
        for(j=0; j<9; j++)
             v[j]=(v[j]+(4-k/3)*a[i][j])%4;
    }
    fclose(stdin);

    k=0;
    for (i=0; i<9; i++)
        for (j=0; jif (!k) { printf("%d",i+1); k=1; }
            else    printf(" %d",i+1);
    printf("\n");
    fclose(stdout);
    return 0;
}

自己感受一下(T_T)(我则根本没打出来)

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