POJ1681 Painter's Problem 高斯消元+枚举

题目链接:http://poj.org/problem?id=1681


题目大意:有一个n*n的砖块,可以涂成白色或黄色,每次对格子(i,j)染色时会时它上下左右的四个格子也染上色,已知砖块的起始状态,求最少需要多少次染色,才能使整个砖块变成黄色。


分析:高斯消元,对于解不唯一的情况,枚举所有可能的解,逐一计算即可。


实现代码如下:

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <iostream>
using namespace std;
const int inf=0x3fffffff;
const int maxn=225;
int a[maxn][maxn+1],x[maxn];//a是系数矩阵和增广矩阵,x存放最后的解
int n,equ,var,free_n;//equ是系数矩阵的行数,var个变元(即系数矩阵的列数)
void Debug()
{
   for(int i=0;i<equ;i++)
   {
      for(int j=0;j<var+1;j++)
        cout<<a[i][j]<<" ";
      cout<<endl;
   }
}
void Init()
{
    char ch;
    equ=var=n*n;
    memset(a,0,sizeof(a));
    memset(x,0,sizeof(x));
    for(int i=0;i<n;i++)
      for(int j=0;j<n;j++)
      {
          if(i>0) a[ (i-1)*n+j ][i*n+j]=1;
          if(i<n-1) a[ (i+1)*n+j ][i*n+j]=1;
          if(j>0) a[ i*n+(j-1) ][i*n+j]=1;
          if(j<n-1) a[ i*n+(j+1) ][i*n+j]=1;
          a[i*n+j][i*n+j]=1;
          cin>>ch;
          a[i*n+j][n*n]=(ch!='y');
      }
}
int min(int a,int b)
{
    return a<b?a:b;
}
int gcd(int a,int b)
{
    if(a<0) return gcd(-a,b);
    if(b<0) return gcd(a,-b);
    return b==0?a:gcd(b,a%b);
}
int Gauss()
{
    int k,col=0; //当前处理的列
    for(k=0;k<equ&&col<var;k++,col++)
    {
        int mx=k;
        for(int i=k+1;i<equ;i++)
          if(a[i][col]>a[mx][col]) mx=i;
        if(mx!=k)
          for(int i=k;i<var+1;i++) swap(a[k][i],a[mx][i]);
        if(!a[k][col]) { k--; continue; }
        for(int i=k+1;i<equ;i++)
          if(a[i][col]!=0)
          {
              int lcm=a[k][col] / gcd(a[k][col],a[i][col]) * a[i][col];
              int ta=lcm/a[i][col], tb=lcm/a[k][col];
              if(a[i][col]*a[k][col]<0) tb=-tb;
              for(int j=col;j<var+1;j++)
                a[i][j]=( (a[i][j]*ta)%2 - (a[k][j]*tb)%2 +2 )%2;
          }
    }
    //Debug();
    for(int i=k;i<equ;i++)
      if(a[i][var]) return inf; //无解
    for(int i=0,j;i<equ;i++) //每一行主元素化为非零
      if(!a[i][i])
      {
          for(j=i+1;j<var;j++)
            if(a[i][j]) break;
          if(var==j) break;
          for(int r=0;r<equ;r++) swap(a[r][i],a[r][j]);
      }
    //cout<<(euq-k)<<endl;
    int Min=inf;
    for(int j=0;j<(1<<(equ-k));j++)
    {//枚举所有的情况,分别回带
        for(int i=0;i<(var-k);i++)
          if(j&(1<<i)) x[equ-1-i]=1;
          else x[equ-1-i]=0;
        for(int i=k-1;i>=0;i--)
        {  //回带
            int tmp=a[i][var]%2;
            for(int j=i+1;j<var;j++)
              if(a[i][j]) tmp=(tmp-a[i][j]*x[j]%2+2)%2;
            x[i]=(tmp/a[i][i])%2;
        }
        int tmp=0; //纪录改变的方格数
        for(int i=0;i<var;i++) tmp+=x[i];
        Min=min(Min,tmp);
        if(Min==0) break;
     }
     return Min;
}
int main()
{
    int t;
    scanf("%d",&t);
    while(t--)
    {
        scanf("%d",&n);
        Init();
        int ans=Gauss();
        if(ans==inf) puts("inf");
        else printf("%d\n",ans);
    }
    return 0;
}



你可能感兴趣的:(POJ1681 Painter's Problem 高斯消元+枚举)