我们称一个由0和1组成的矩阵是和谐的,当且仅当每个元素都有偶数个相邻的1。一个元素相邻的元素包括它本
身,及他上下左右的4个元素(如果存在)。
给定矩阵的行数和列数,请计算并输出一个和谐的矩阵。注意:所有元素为0的矩阵是不允许的。
我们称一个由0和1组成的矩阵是和谐的,当且仅当每个元素都有偶数个相邻的1。一个元素相邻的元素包括它本
身,及他上下左右的4个元素(如果存在)。
给定矩阵的行数和列数,请计算并输出一个和谐的矩阵。注意:所有元素为0的矩阵是不允许的。
输入一行,包含两个空格分隔的整数m和n,分别表示矩阵的行数和列数。
输出包含m行,每行n个空格分隔整数(0或1),为所求矩阵。测试数据保证有解。
鸣谢Ljcc提供Spj
高斯消元的应用
方法一:对于每一个元素,它与上下左右的和模2等于0,所以可以得到一个模2意义下的方程,即异或方程。每一个元素都能得到一个方程,总共有n*m个方程,又有n*m个未知数,高斯消元求值即可。
#include<iostream> #include<cstdio> #include<cstdlib> #include<cmath> #include<cstring> #include<algorithm> #define F(i,j,n) for(int i=j;i<=n;i++) #define D(i,j,n) for(int i=j;i>=n;i--) #define ll long long using namespace std; int n,m,cnt; int id[50][50],a[2000][2000],b[2000],ans[2000]; int dx[5]={0,0,0,1,-1},dy[5]={0,1,-1,0,0}; inline int read() { int x=0,f=1;char ch=getchar(); while (ch<'0'||ch>'9'){if (ch=='-') f=-1;ch=getchar();} while (ch>='0'&&ch<='9'){x=x*10+ch-'0';ch=getchar();} return x*f; } inline void gauss(int n) { F(i,1,n) { bool flag=false; F(j,i,n) if (a[j][i]) { F(k,1,n) swap(a[i][k],a[j][k]); flag=true;break; } if (!flag) continue; F(j,i+1,n) if (a[j][i]) F(k,i,n) a[j][k]^=a[i][k]; } D(i,n,1) { ans[i]=a[i][i]?b[i]:1; if (ans[i]) F(j,1,i-1) if (a[j][i]) b[j]^=1; } } int main() { n=read();m=read(); F(i,1,n) F(j,1,m) id[i][j]=++cnt; F(i,1,n) F(j,1,m) F(k,0,4) { int t1=id[i][j],t2=id[i+dx[k]][j+dy[k]]; if (t2) a[t1][t2]=1; } gauss(cnt); F(i,1,n) { F(j,1,m-1) printf("%d ",ans[id[i][j]]); printf("%d\n",ans[id[i][m]]); } return 0; }
方法二:相比方法一而言,方法二的未知数的数量更少,高斯消元的复杂度更低。可以发现如果a[i][j]=a[i-1][j-1]^a[i-1][j]^a[i-1][j+1]^a[i-2][j],所以如果第一行确定,递推可得到所有的元素。而第一行的元素取值合理,当且仅当地推出第m+1行的元素都为0。于是又转化成异或方程组,依然用高斯消元。思路很巧妙。
#include<iostream> #include<cstdio> #include<cstdlib> #include<cmath> #include<cstring> #include<algorithm> #define F(i,j,n) for(int i=j;i<=n;i++) #define D(i,j,n) for(int i=j;i>=n;i--) #define ll long long using namespace std; int n,m; ll a[50][50],b[50][50],c[50][50]; inline int read() { int x=0,f=1;char ch=getchar(); while (ch<'0'||ch>'9'){if (ch=='-') f=-1;ch=getchar();} while (ch>='0'&&ch<='9'){x=x*10+ch-'0';ch=getchar();} return x*f; } inline void gauss() { F(i,1,m) { int t=i; while (t<=m&&!a[t][i]) t++; if (t>m) continue; F(j,1,m) swap(a[i][j],a[t][j]); F(j,i+1,m) if (a[j][i]) F(k,i,m) a[j][k]^=a[i][k]; } D(i,m,1) { c[1][i]=a[i][i]?a[i][m+1]:1; if (c[1][i]) F(j,1,i-1) if (a[j][i]) a[j][m+1]^=1; } } int main() { n=read();m=read(); F(i,1,m) b[1][i]=(ll)1<<(i-1); F(i,2,n+1) F(j,1,m) b[i][j]=b[i-1][j-1]^b[i-1][j]^b[i-1][j+1]^b[i-2][j]; F(i,1,m) F(j,1,m) a[i][j]=(b[n+1][i]>>(j-1))&1; gauss(); F(i,2,n) F(j,1,m) c[i][j]=c[i-1][j-1]^c[i-1][j]^c[i-1][j+1]^c[i-2][j]; F(i,1,n) { F(j,1,m-1) printf("%d ",c[i][j]); printf("%d\n",c[i][m]); } return 0; }