所谓虫食算,就是原先的算式中有一部分被虫子啃掉了,需要我们根据剩下的数字来判定被啃掉的字母。来看一个简单的例子:
43#9865#045
+ 8468#6633
44445506978
其中#号代表被虫子啃掉的数字。根据算式,我们很容易判断:第一行的两个数字分别是5和3,第二行的数字是5。
现在,我们对问题做两个限制:
首先,我们只考虑加法的虫食算。这里的加法是N进制加法,算式中三个数都有N位,允许有前导的0。
其次,虫子把所有的数都啃光了,我们只知道哪些数字是相同的,我们将相同的数字用相同的字母表示,不同的数字用不同的字母表示。如果这个算式是N进制的,我们就取英文字母表午的前N个大写字母来表示这个算式中的0到N-1这N个不同的数字:但是这N个字母并不一定顺序地代表0到N-1)。输入数据保证N个字母分别至少出现一次。
BADC
+ CBDA
DCCC
上面的算式是一个4进制的算式。很显然,我们只要让ABCD分别代表0123,便可以让这个式子成立了。你的任务是,对于给定的N进制加法算式,求出N个不同的字母分别代表的数字,使得该加法算式成立。输入数据保证有且仅有一组解,
输入包含4行。第一行有一个正整数N(N<=26),后面的3行每行有一个由大写字母组成的字符串,分别代表两个加数以及和。这3个字符串左右两端都没有空格,从高位到低位,并且恰好有N位。
输出包含一行。在这一行中,应当包含唯一的那组解。解是这样表示的:输出N个数字,分别表示A,B,C……所代表的数字,相邻的两个数字用一个空格隔开,不能有多余的空格。
5
ABCED
BDACE
EBBAA
1 0 3 4 2
对于30%的数据,保证有N<=10;
对于50%的数据,保证有N<=15;
对于全部的数据,保证有N<=26。
题目思路
先吐槽下这个题的标程,居然用高斯消元,让尔等蒟蒻情何以堪。。。不过很多人用暴搜也能过,而且速度还挺不错,这个题我参考了一位同学的程序,单纯用暴搜肯定是解决不了这题的,必须加强剪枝加强优化,把一切能用上的条件都拿来判断是否不必继续搜索,剪掉一切废枝,而且此题剪枝的效果很客观,优化前复杂度为O(n!),显然数据大一点点就得挂。
剪枝的条件有点多,最简单的一种是A+B!=C,即数字A、B、C的第i位数都已知,如果A+B进位后!=C,即可判定为废枝
下面的就引用那位同学的话:
根据前面的剪枝,我们可以找到类似的几个剪枝: 对于a + b = c的形式,假如: A***?*** + B*?**?** C***???* 其中*代表已知,?代表未知。那么,A + B与C的情况并不能直接确定。但是,假如(A + B) % N与(A + B + 1) % N都不等于C的话,那么这个等式一定是不合法的。因为它只有进位和不进位的两种情况。 同样,我们在一个数组里记录了Used[i]表示一个数字有没有用过,那么,对于某一位A + B = C的等式,如果已经得到了两个数,另一个数还待搜索的时候,我们还可以根据这个加入一个剪枝: 例如A + ? = C的形式, 考虑不进位的情况,则?处为P1 = (C - A + N) % N 假如考虑进位的情况,则?处为P2 = (C - A - 1 + N) % N 假如P1、P2均被使用过,那么这个搜索一定是无效的,可以剪去。
另外要注意下字母顺序问题,我借鉴的那位同学的代码很巧妙,字母的顺序就是按照输入时的顺序来,用word字符串充当字典的作用保存这个顺序,后面的数字也按这个顺序保存,最后打印的时候相当于翻字典,按字典序A-Z来打印,先找A在哪个地方,再找B、C、D......代码大大简化。
最后赞下C++的string函数,比C语言处理起字符串方便多了,在这个题目上体现得特别明显。
#include <iostream> #include <string.h> //c语言的字符串头文件,这里只用它的memset函数(逗逼wikioi的c++ <string>没Memset) #include <string> using namespace std; string a,b,c,word; //字符串word保存算式中所有出现过的字母 int n,finish=0,chr[27],ans[27]; //n=N进制,chr[i]=字符串word中的顺序,A-Z对应的数字 int used[27],hash[256]; //used[i]标记数字i是否被用过 //hash数组在add函数里负责判重,标记字母是否被加过 void add(char ch) { if(!hash[ch]) { //只要字符ch没有被加过 hash[ch]=1; //hash数组标记字符ch已经被加过 word=word+ch; } } string change(string in,char a,char x) //在字符串in里将字符a替换为数字i { int i; for(i=0;i<n;i++) if(in[i]==a) in[i]=x; return in; } void predo() //对输入数字a b c进行预处理 { finish=0; word=""; //字符串word清零 memset(hash,0,sizeof(hash)); //判重数组hash清零 for(int i=n-1;i>=0;i--) add(a[i]),add(b[i]),add(c[i]); //将数字a b c的第i位都加入字符串word中 } int bad() //判断结果是否与输入样例不相符 { int p,g=0; //g=进位 for(int i=n-1;i>=0;i--) { if(a[i]>=n||b[i]>=n||c[i]>=n) return 0; //如果a或b或c的第i位数字大于等于n,则说明数字未完全替换掉字母,返回0 //下面内容类似于高精度加法 p=a[i]+b[i]+g; if(p%n!=c[i]) //如果a[i]+b[i]进位后不等于c[i],说明a+b!=c,返回1 return 1; g=p/n; } return 0; } void out() { int i; for(i=0;i<n;i++) ans[word[i]-65]=chr[i]; for(i=0;i<n;i++) cout<<ans[i]<<' '; cout<<endl; finish=1; //非常重要,否则有时输出完后还会搜索,导致超时 //exit(0); 用stl的exit函数也可以,使用时加stdlib.h头文件就行 return; } int modcheck() //函数判断未搜索替换完的算式是否成立 { int i,p,g=0,p1,p2; //(1)已知a[i]+b[i] c[i] for(i=n-1;i>=0;i--) { if(a[i]>=n||b[i]>=n||c[i]>=n) //a[i],b[i],c[i]均未替换,跳过 continue; p=(a[i]+b[i])%n; if(!(p==c[i]||(p+1)%n==c[i])) return 1; } //(2)已知a[i]+b[i]=? for(i=n-1;i>=0;i--) { if(!(a[i]<n&&b[i]<n&&c[i]>=n)) continue; p1=(a[i]+b[i])%n; p2=(a[i]+b[i]+1)%n; if(used[p1]&&used[p2]) return 1; } //(3)已知a[i]+?=c[i] for(i=n-1;i>=0;i--) { if(!(a[i]<n&&b[i]>=n&&c[i]<n)) continue; p1=(c[i]-a[i]+n)%n; //进了位的情况 p2=(p1-1)%n; //没进位的情况 if(used[p1]&&used[p2]) return 1; } //(4)已知?+b[i]=c[i] for(i=n-1;i>=0;i--) { if(!(a[i]>=n&&b[i]<n&&c[i]<n)) continue; p1=(c[i]-b[i]+n)%n; //进了位的情况 p2=(p1-1)%n; //没进位的情况 if(used[p1]&&used[p2]) return 1; } return 0; } void dfs(int array) //array=字符串word里的第array个字母(A,B,C....Z) { int i; string A,B,C; if(finish) return; //如果已经输出结果,退出 if(bad()) return; //如果结果不对,退出 if(modcheck()) return; //如果条件不对,退出 //以上为DFS强剪枝 if(array==n) //如果到达目标状态 { out(); return; } for(i=n-1;i>=0;i--) //从n-1开始试到0(数字是n进制,因此每一位最大为n-1) { if(!used[i]) //如果数字i没有被用过,即其他字母没有占用数字i { used[i]=1; A=a,B=b,C=c; //将输入字符串a,b,c拷贝为A,B,C备份,回溯的基本特征:回溯后要恢复原样 a=change(A,word[array],i); b=change(B,word[array],i); c=change(C,word[array],i); //将新的数字i代入算式中的数字a,b,c chr[array]=i; //第array个字母代表的数字为i dfs(array+1); //开始搜索下一个字母代表什么数字 used[i]=0; a=A,b=B,c=C; //恢复原样 } } } int main() { cin>>n>>a>>b>>c; predo(); dfs(0); return 0; }