题目链接:http://poj.org/problem?id=2965
题意:4*4矩阵,矩阵上每个元素都有两种符号+和-,每次变换将同行同列元素全部变为相反状态,问需要多少次可以将矩阵所有运算的状态变为+。
思路:这道题和1753那道题差不多。题目不会出现Impossible的情况。具体做法是DFS+枚举,每个元素只有两种状态,所有元素共有2^16次状态,代码整体实现和1753差不多,具体参考如下。
#include<iostream> #include<cstdio> #include<cstring> #include<algorithm> #include<cmath> using namespace std; const int maxn=1010; int T,n,m; bool ref[10][10]; int r[20],c[20]; int step; bool flag=false; bool judge_State(){ for(int i=1;i<=4;i++){ for(int j=1;j<=4;j++){ if(ref[i][j]!=true) return false; } } return true; } void change_State(int row,int col){ ref[row][col]=!ref[row][col]; for(int i=1;i<=4;i++){ ref[row][i]=!ref[row][i]; ref[i][col]=!ref[i][col]; } } void dfs(int row,int col,int deep){ if(deep==step){ flag=judge_State(); return ; } if(flag||row==5) return; r[deep]=row;c[deep]=col; change_State(row,col); if(col<4) dfs(row,col+1,deep+1); else dfs(row+1,1,deep+1); change_State(row,col); if(col<4) dfs(row,col+1,deep); else dfs(row+1,1,deep); } int main(){ #ifndef ONLINE_JUDGE freopen("test.in","r",stdin); freopen("test.out","w",stdout); #endif char ch; for(int i=1;i<=4;i++){ for(int j=1;j<=4;j++){ cin>>ch; if(ch=='-') ref[i][j]=true; else ref[i][j]=false; } } for(step=0;step<=16;step++){ dfs(1,1,0); if(flag) break; } printf("%d\n",step); for(int i=0;i<step;i++) printf("%d %d\n",r[i],c[i]); return 0; }
但是后来搜了一下题解,发现这道题有很多人用的是BFS,还有一些大神用的奇技淫巧,瞬间感觉自己弱爆了。
下面附上链接:http://www.cnblogs.com/Java-tp/p/3873557.html
首先要明白最基本的原理:对一个开关进行操作n次,如果n为偶数,那么这个开关以及同行、同列的开关状态都不发生改变,等价于没有操作;如果n为奇数,那么这个开关以及同行同列的开关状态全都发生改变,等价于只操作了一次。
要想使所有开关状态全部打开(全部是-),就要把所有+变成-,所有-不改变。我们要做的就是找到一种“公式”,策略,使得不改变已经打开的开关状态的情况下,把关闭的开关打开。这点很类似于魔方(PS:玩过魔方的都知道,魔方所谓的公式,其实就是在不改变已经拼好的部分的情况下,把其他部分一点一点添加到已拼好的部分)。
我们找到的策略就是:把开关本身以及其同一行同一列的开关(总共7个)都进行一次操作,结果是,开关本身状态改变了7次,开关同一行、同一列的开关状态改变了4次,其他开关状态改变了2次。如下图所示。
假如开关坐标为第二行第三列的(2,3),那么按照上述策略(把开关本身以及其同一行同一列的开关都进行一次操作),结果分析如下:
对于黄色部分的开关,只有与此黄色开关同一行和同一列的两个红色开关操作时,此黄色开关的状态才会发生改变,因此所有黄色部分状态改变次数为2,相当于0次
对于红色部分的开关,只有与此红色开关同一列或同一列的开关操作时,此红色开关状态才会发生改变,一行或者一列有4个开关,因此红色部分开关状态改变次数为4,相当于0次
对于最原始的那个黑色开关,所有红色开关操作时,它的状态改变一次,然后黑色开关自己操作一次,因此黑色开关状态改变7次,相当于改变1次。
总结上述分析可以得出结论,把开关本身以及其同一行同一列的开关都进行一次操作,最终结果是只有开关本身状态发生变化,其他所有开关状态都不变。
策略找到之后,那我们就想,如果对于所有关闭着的开关都进行一次上述策略,那么肯定是能把冰箱打开的,下面我们要做的就是把一些无用的,重复的操作去掉即可。
用一个4*4的数组记录每个开关操作的次数,初始化为0,开关操作一次,记录就+1,以样例(http://poj.org/problem?id=2965)为例:
-+--
----
----
-+--
1 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
1 1 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
1 1 1 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
1 1 1 1
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
1 1 1 1
0 1 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
1 1 1 1
0 1 0 0
0 1 0 0
0 0 0 0
1 1 1 1
0 1 0 0
0 1 0 0
0 1 0 0
1 1 1 1
0 1 0 0
0 1 0 0
1 1 0 0
1 1 1 1
0 1 0 0
0 1 0 0
1 2 0 0
1 1 1 1
0 1 0 0
0 1 0 0
1 2 1 0
1 1 1 1
0 1 0 0
0 1 0 0
1 2 1 1
1 2 1 1
0 1 0 0
0 1 0 0
1 2 1 1
1 2 1 1
0 2 0 0
0 1 0 0
1 2 1 1
1 2 1 1
0 2 0 0
0 2 0 0
1 2 1 1
对于样例中的每一个+开关,进行一次策略,记录数组所记录的每一个开关操作的次数变化如上所示。那么在最终得到的数组中可以看出,有些开关操作了偶数次,有些操作了奇数次。操作了偶数次的开关就是上面所说的无用的,重复的操作,直接去掉,留下奇数次的就最终的答案。
附上代码:
#include<iostream> #include<cstdio> #include<cstring> #include<algorithm> #include<cmath> using namespace std; const int maxn=1010; int T,n,m; int ref[10][10]; int get_Step(){ int ans=0; for(int i=1;i<=4;i++){ for(int j=1;j<=4;j++){ ans+=ref[i][j]%2; } } return ans; } void output_Path(){ for(int i=1;i<=4;i++){ for(int j=1;j<=4;j++){ if(ref[i][j]&1) printf("%d %d\n",i,j); } } } int main(){ #ifndef ONLINE_JUDGE freopen("test.in","r",stdin); freopen("test.out","w",stdout); #endif memset(ref,0,sizeof(ref)); char ch; for(int i=1;i<=4;i++){ for(int j=1;j<=4;j++){ cin>>ch; if(ch=='+'){ for(int k=1;k<=4;k++){ ref[i][k]++; ref[k][j]++; } ref[i][j]--; } } } int step=get_Step(); printf("%d\n",step); output_Path(); return 0; }