• Gauss


      1 //Guass_未测试版本
      2 /*
      3 如果可以肯定有唯一解,可以用化成上三角,时间有一点优势;但是如果存在自由变量
      4 那么就不能这么写,而且化成上三角后,对应的行号和列号会发生错位;
      5  
      6 */
      7 const double eps=1e-10;
      8 typedef double Matrix[N][N];
      9 void gauss(Matrix A,int n){ //n个方程组,n个自由变量;A[i][n]放常量y[i]; 
     10     int i,j,r,c,id;
     11     for (r=0;r<n;r++){
     12         id=r;
     13         for (i=r+1;i<n;i++) if (fabs(A[id][r])<fabs(A[i][r])) id=i;
     14         if (id!=r) for (j=r;j<=n;j++) swap(A[id][j],A[r][j]);
     15         
     16         for (i=r+1;i<n;i++){
     17             double tmp=A[i][r]/A[r][r];
     18             for (j=r;j<=n;j++){
     19                 A[i][j]-=tmp*A[r][j];
     20             } 
     21         }
     22     }
     23     //在A[i][n]放x[i]; 
     24     for (i=n-1;i>=0;i--){
     25         for (j=n-1;j>i;j--){
     26             A[i][n]-=A[i][j]*A[j][n];
     27         }
     28         A[i][n]/=A[i][i];
     29     }    
     30 }
     31 /*
     32 化成斜线方程,可以避免行号和列号发生错位,但时间会稍慢一点,
     33 而且当方程组有解时,唯一解:x[i]=A[i][n]/A[i][i]
     34 无穷多解,A[i][n]/A[i][i]表示在自由变量取0时的x[i]; 
     35 */ 
     36 int gauss_jordan(Matrix A,int n){
     37     int i,j,r,c,id;
     38     for (r=0;r<n;r++){
     39         id=r;
     40         for (i=r+1;i<n;i++) if (fabs(A[id][r])<fabs(A[i][r])) id=i;
     41         if (fabs(A[id][r])<eps) continue;
     42         
     43         for (i=0;i<n;i++){
     44             if (i==r) continue;
     45             double f=A[i][r]/A[r][r];
     46             for (j=r+1;j<=n;j++){
     47                 A[i][j]-=f*A[i][j];
     48             }
     49         }
     50     }
     51     int cnt=0;
     52     for (i=0;i<n;i++){
     53         if (fabs(A[i][i])<eps && fabs(A[i][n])>eps) return -1;//无解;
     54         if (fabs(A[i][i])<eps && fabs(A[i][n])<eps) cnt++;//自由变量; 
     55     }    
     56     if (cnt==0) return 0;//唯一解; 
     57     return cnt;//自由元的数量; 
     58 } 
     59 //提高精度版本;行列变换用它们的最小公倍数,所以只在最后求解的时候除法;
     60 //注意数据会不会越界;
     61 int gauss_jordan(Matrix A,int n){
     62     int i,j,r,c,id;
     63     for (r=0;r<n;r++){
     64         id=r;
     65         for (i=r+1;i<n;i++) if (abs(A[id][r])<abs(A[i][r])) id=i;
     66         if (abs(A[id][r])==0) continue;
     67         
     68         for (i=0;i<n;i++){
     69             if (i==r) continue;
     70             int g=__gcd(A[r][r],A[i][r]);
     71             int tp1=A[r][r]/g,tp2=A[i][r]/g;
     72             for (j=r;j<=n;j++){
     73                 A[i][j]=A[i][j]*tp1-A[r][j]*tp2;
     74             }
     75         }
     76     }
     77     int cnt=0;
     78     for (i=0;i<n;i++){
     79         if (abs(A[i][i])==0 && abs(A[i][n])>0) return -1;//无解;
     80         if (abs(A[i][i])==0 && abs(A[i][n])==0) cnt++;//自由变量; 
     81     }    
     82     if (cnt==0) return 0;//唯一解; 
     83     return cnt;//自由元的数量; 
     84 } 
     85 
     86 
     87 /*二进制的gauss*/
     88 int gauss(Matrix A,int n,int m){
     89     int i,j,r,c,id;
     90     for (r=0,c=0;r<n && c<m;r++,c++){
     91         
     92         for (i=r;i<n;i++) if (A[i][c]) { id=i;break; }
     93         if (A[id][c])==0){ r--;continue; }
     94         if (id!=r) for (j=c;j<=m;j++) swap(A[id][j],A[r][j]);
     95         
     96         for (i=r+1;i<n;i++)if (A[i][c]){
     97             for (j=c;j<=m;j++) A[i][j]^=A[r][j];
     98         }    
     99     }
    100     for (i=r;i<n;i++) if (abs(A[i][n])>0) return -1;//无解;
    101     if (m-r>0) return m-r;//自由元的个数;
    102      
    103 }

     hust 1651 **

    View Code
      1 /*
      2 题意:n*m的矩阵,要么是非负整数,要么是-1,-1表示要填的数,
      3 然后告诉你每一行,每一列的和,问你有无解,每行每列至多2个-1;
      4 
      5 很简单的想法就是列出n+m个方程组然后gauss,但gauss给我们的印象就是o(n^3;
      6 所以也许就把这个想法抛弃了,但实际是每个未知数最多出现在两个方程里,也就是
      7 在行里变换中,只需要变换一行后就可以直接break,时间复杂度就是O(n^2);
      8 
      9 */
     10 #include<iostream>
     11 #include<cmath>
     12 #include<vector>
     13 #include<algorithm>
     14 #include<cstdio>
     15 #include<cstdlib>
     16 #include<cstring>
     17 using namespace std;
     18 const int N=1000+10;
     19 typedef double Matrix[N][N];
     20 int mz[N][N],c[N][N];
     21 int a[N],b[N];
     22 int n,m,sz;
     23 const double eps=1e-10;
     24 Matrix A;
     25 int gauss(Matrix A,int n,int m){
     26     int i,j,r,c,id;
     27     for (r=0,c=0;r<n && c<m;r++,c++){
     28         id=r;
     29         for (i=r;i<n;i++) if (fabs(A[i][c])>fabs(A[id][c])) id=i;
     30         if (fabs(A[id][c])<eps) {  r--;continue; }
     31         if (id!=r) for (j=c;j<=m;j++) swap(A[id][j],A[r][j]);
     32 
     33         for (i=r+1;i<n;i++){
     34             if (A[i][c]==0) continue;
     35             double f=A[i][c]/A[r][c];
     36             for (j=c;j<=m;j++){
     37                 A[i][j]-=f*A[r][j];
     38             }
     39             break;
     40         }
     41     }
     42     for (i=r;i<n;i++) if (abs(A[i][m])>0) return -1;
     43     if (m-r>0) return 2;
     44     return 1;
     45 }
     46 void work(){
     47     memset(A,0,sizeof(A));
     48     for (int i=0;i<n;i++){
     49         int sum=0;
     50         for (int j=0;j<m;j++){
     51             if (c[i][j]!=-1) A[i][c[i][j]]=1;
     52             sum+=mz[i][j];
     53         }
     54         A[i][sz]=a[i]-sum;
     55     }
     56     for (int j=0;j<m;j++){
     57         int sum=0;
     58         for (int i=0;i<n;i++){
     59             if (c[i][j]!=-1) A[j+n][c[i][j]]=1;
     60             sum+=mz[i][j];
     61         }
     62         A[n+j][sz]=b[j]-sum;
     63     }
     64   /*  cout<<"++++ "<<endl;
     65     for (int i=0;i<n+m;i++){
     66         for (int j=0;j<=sz;j++){
     67             cout<<A[i][j]<<" ";
     68         }cout<<endl;
     69     }
     70     cout<<"+++++ "<<endl;
     71     */int t=gauss(A,n+m,sz);
     72     if (t==-1) printf("No solution\n");
     73     else if (t==1) printf("Unique\n");
     74     else printf("More than one\n");
     75 }
     76 int main(){
     77     int T,cas=0;
     78     scanf("%d",&T);
     79     while (T--){
     80         scanf("%d%d",&n,&m);
     81         sz=0;
     82         memset(c,-1,sizeof(c));
     83         for (int i=0;i<n;i++){
     84             for (int j=0;j<m;j++){
     85                 scanf("%d",&mz[i][j]);
     86                 if (mz[i][j]==-1){
     87                     mz[i][j]=0;
     88                     c[i][j]=sz++;
     89                 }
     90             }
     91         }
     92         for (int i=0;i<n;i++) scanf("%d",&a[i]);
     93         for (int j=0;j<m;j++) scanf("%d",&b[j]);
     94         printf("Case #%d: ",++cas);
     95         work();
     96 
     97 
     98     }
     99 
    100     return 0;
    101 }
    102 /*
    103 5
    104 2 2
    105 1 1
    106 -1 -1
    107 2 4
    108 3 3
    109 2 2
    110 1 1
    111 -1 -1
    112 2 5
    113 3 3
    114 2 2
    115 1 1
    116 2 2
    117 2 4
    118 3 3
    119 4 4
    120 1 2 3 4
    121 1 -1 -1 2
    122 3 -1 -1 4
    123 5 6 7 8
    124 10 6 14 26
    125 10 13 15 18
    126 2 2
    127 1 -1
    128 2 -1
    129 -1 1
    130 3 -3
    131 
    132 */
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