[poj 1830]开关问题 高斯消元+自由变量枚举

开关问题
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Description

有N个相同的开关,每个开关都与某些开关有着联系,每当你打开或者关闭某个开关的时候,其他的与此开关相关联的开关也会相应地发生变化,即这些相联系的开关的状态如果原来为开就变为关,如果为关就变为开。你的目标是经过若干次开关操作后使得最后N个开关达到一个特定的状态。对于任意一个开关,最多只能进行一次开关操作。你的任务是,计算有多少种可以达到指定状态的方法。(不计开关操作的顺序)

Input

输入第一行有一个数K,表示以下有K组测试数据。 
每组测试数据的格式如下: 
第一行 一个数N(0 < N < 29) 
第二行 N个0或者1的数,表示开始时N个开关状态。 
第三行 N个0或者1的数,表示操作结束后N个开关的状态。 
接下来 每行两个数I J,表示如果操作第 I 个开关,第J个开关的状态也会变化。每组数据以 0 0 结束。 

Output

如果有可行方法,输出总数,否则输出“Oh,it's impossible~!!” 不包括引号

Sample Input

2
3
0 0 0
1 1 1
1 2
1 3
2 1
2 3
3 1
3 2
0 0
3
0 0 0
1 0 1
1 2
2 1
0 0

Sample Output

4
Oh,it's impossible~!!

Hint

第一组数据的说明: 
一共以下四种方法: 
操作开关1 
操作开关2 
操作开关3 
操作开关1、2、3 (不记顺序) 

Source

LIANGLIANG@POJ


这道题算是高斯消元的一个比较好的应用了(解xor方程组)

具体的模板套用了大白P162的部分 不过这里会有N个变量N个方程组

一方面是求秩,另一方面判定是否有解(无解的情况就是在变量系数全部为0的一行常数项依然是1)

而自由变量的取值无关已经成立的方程组

故最终的结果就是2^(未知量的个数-方程组的秩)


#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <cstdlib>
#include <algorithm>
#include <cstring>

using namespace std;
typedef int Ma[50][50];
int rank(Ma A,int m,int n)
{
    int i=0,j=0,k,r,u;
    while (i<m&&j<n){
        r=i;
        for (k=i;k<m;k++)
            if(A[k][j]){r=k;break;}
        if (A[r][j]) {
            if (r!=i) for (k=0;k<=n;k++) swap(A[r][k],A[i][k]);
            for (u=i+1;u<m;u++) if (A[u][j])
                for (k=i;k<=n;k++)
				A[u][k]^=A[i][k];
            i++;
        }
        j++;
    }
//    for (int i=0;i<=n;i++){
//    for (int j=0;j<=n;j++) 
//    printf("%d",A[i][j]);
//	puts("");}
    for (k=i;k<n;k++)
        if (A[k][n]) return n+1;
    return i;
}
main()
{
    int s[50],t[50];
    int K,n,m;
    Ma A;
    scanf("%d",&K);
    while (K--)
    {
        scanf("%d",&n);
        for (int i=0;i<n;i++)
            scanf("%d",&s[i]);
        for (int i=0;i<n;i++)
            scanf("%d",&t[i]);
        memset(A,0,sizeof(A));
        for (int i=0;i<n;i++)
        A[i][i]=1;
        for (int i=0;i<n;i++)
            if (s[i]-t[i]) A[i][n]=1;
        int a,b;
        m=0;
        while (scanf("%d%d",&a,&b),a+b)
        {
            A[b-1][a-1]=1-A[b-1][a-1];
        }
        int ans=rank(A,n,n);
        if (ans>n) printf("Oh,it's impossible~!!\n");
        else printf("%d\n",1<<(n-ans));
    }
}


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