bzoj 1923: [Sdoi2010]外星千足虫 (高斯消元)

1923: [Sdoi2010]外星千足虫

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Description

bzoj 1923: [Sdoi2010]外星千足虫 (高斯消元)_第1张图片

Input

第一行是两个正整数 N, M。 接下来 M行,按顺序给出 Charles 这M次使用“点足机”的统计结果。每行 包含一个“01”串和一个数字,用一个空格隔开。“01”串按位依次表示每只虫 子是否被放入机器:如果第 i 个字符是“0”则代表编号为 i 的虫子未被放入,“1” 则代表已被放入。后面跟的数字是统计的昆虫足数 mod 2 的结果。 由于 NASA的实验机器精确无误,保证前后数据不会自相矛盾。即给定数据 一定有解。

Output

在给定数据存在唯一解时有 N+1行,第一行输出一个不 超过M的正整数K,表明在第K 次统计结束后就可以确定唯一解;接下来 N 行 依次回答每只千足虫的身份,若是奇数条足则输出“?y7M#”(火星文),偶数 条足输出“Earth”。如果输入数据存在多解,输出“Cannot Determine”。 所有输出均不含引号,输出时请注意大小写。

Sample Input

3 5
011 1
110 1
101 0
111 1
010 1

Sample Output

4
Earth
?y7M#
Earth

HINT

对于 20%的数据,满足 N=M≤20; 
对于 40%的数据,满足 N=M≤500; 
对于 70%的数据,满足 N≤500,M≤1,000; 
对于 100%的数据,满足 N≤1,000,M≤2,000。 

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Source

第一轮Day1


题解:高斯消元解异或方程。

因为这道题告诉的是mod 2 后的值,所以肯定就不能用简单的线性方程来求解了。因为异或(XOR)运算由于与“奇偶性”密切相关,所以这里用的是异或方程 。形如:

a11*x1 XOR a12*x2 XOR ... XOR a1n*xn = b1

a21*x1 XOR a22*x2 XOR ... XOR a2n*xn = b2
……………………………………………………
am1*x1 XOR am2*x2 XOR ... XOR amn*xn = bm
其中的所有a、b、x的值均为0或1。

设置一个变量p,一开始p=1,然后,i从1到n,每次执行:若在第p个及以后的方程中,至少有一个方程的xi系数为1,设为第q个方程,则先将第p、q个方程交换,然后用第p个方程去XOR后面剩下的所有xi系数为1的方程(各系数包括b都对应进行XOR运算,实际上就是矩阵初等行变换),将它们的xi系数均变成0,最后p加1;

<span style="font-size:18px;">#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<cmath>
#include<bitset>
using namespace std;
int n,m,ans;
typedef bitset<1005> M[2005];
M a;
void gauss()
{
	int now=0;
	for(int i=1;i<=n;i++)//一共需要n个方程,第I个方程表示第I个千足虫的答案
	{
		int j=now+1;
		while (!a[j][i]&&j<=m)  j++;//要用第I个方程表示第I个千足虫,所以a[j][i]即第I个千足虫的系数不能为0
		if (j==m+1)//now<n,不能形成三角矩阵,存在n-now个自由元,所以有多组解
		 {
		 	ans=-1;
		    return;
		 }
		else
		 ans=max(ans,j);//为了寻找第I个千足虫系数不为零的方程,会向下寻找
		now++;
		swap(a[now],a[j]);
	    for (int k=1;k<=m;k++)
	     if (k!=now&&a[k][i])  a[k]^=a[now];//这里bitset用的很巧妙,因为每一位都需要异或,所以直接整体异或一下就好了,用高斯消元来解异或方程。
	}
}
int main()
{
	freopen("a.in","r",stdin);
	scanf("%d%d\n",&n,&m);
	for (int i=1;i<=m;i++)
	 {
	 	char s[1003];
	 	scanf("%s",s+1); 
	 	for (int j=1;j<=n;j++)
	 	 a[i][j]=s[j]-'0';
	    int t;	scanf("%d",&t);
	    a[i][n+1]=t;
	 }
    gauss();
	if (ans==-1) {
		printf("Cannot Determine\n");
		return 0;
	}
	printf("%d\n",ans);
    for (int i=1;i<=n;i++)
     if (a[i][n+1]==0)
      printf("Earth\n");
     else
      printf("?y7M#\n");
}</span>



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