• 15.蒙德里安的梦想 状态压缩DP


     

    位运算 + 二进制表示状态 = 状态压缩DP

     先把横着的小方块放好,然后剩下位置用竖着的小方块填充

     然后就转化为求横着摆放小方块的方案数

    按列来求

    状态表示:

     dp[i][j]表示所有摆到了第i列,然后上一列伸出来的小方块的状态是j的情况下,总的方案数

    状态转移:
    枚举一下i - 1列的状态

    比如说当前状态是j = 00001

    然后上一个状态i - 1是k = 10010

    从i - 1列伸到第i列的:j = 00001

    从i - 2列伸到第i - 1列的:k = 10010

    位运算的预备知识

    与运算    &

    或运算    |  

    条件一:不能有冲突。

      也就是需要判断(j & k)== 0,若等于0,表示没有冲突

    条件二:第i - 1列空余格子一定是连续的,且是偶数,因为要竖着放小方块

      j | k里面,所有0的位置,就是第i - 1列所有空白的格子

      就是j | k里面不能存在连续奇数个0

    只要满足这两个条件,就可以转移过来

     把所有满足条件的k加起来,就是状态转移方程

    状态数量:11 * 2 ^ 11 

    转移数量:2 ^ 11

    时间复杂度: 11 * 2 ^ 11 * 2 ^ 11 = 4 * 10 ^ 7

    2020年7月31日复习更新:关于dp[0][0]为什么初始化为1

      在下面代码31行,求dp数组的过程时,是从第1列开始枚举的,但是之后需要用到dp[i - 1][]

      从dp数组的定义入手考虑,dp[i][j]表示所有摆到了第i列,然后上一列伸出来的小方块的状态是j的情况下,总的方案数

      i的含义是这是第i列

      j的含义是从第i - 1列伸出来的小方块的状态是j

      当i = 0时,i - 1 = -1,第-1列不会有小方块,所以第i列的状态一定是0

      dp[0][0] = 1表示不放也是一种方案,这是dp问题统计方案数的重点

     1 #include <bits/stdc++.h>
     2 using namespace std;
     3 typedef long long ll;
     4 const int N = 13, M = 1 << N;
     5 ll dp[N][M];
     6 bool st[M];
     7 int main() {
     8     int n, m;
     9     while (cin >> n >> m && n != 0) {
    10         //预处理一下,所有的状态是否不存在连续奇数个0
    11         for (int i = 0; i < (1 << n); i++) { //遍历所有的状态
    12             st[i] = true; //假设是成立的
    13             int cnt = 0; //cnt是当前这一段连续0的个数
    14             for (int j = 0; j < n; j++) { //n是这个二进制数的位数
    15                 if (i >> j & 1) { //如果当前这一位是1,说明上一段已经截止了
    16                     if (cnt & 1) { //判断上一段连续的0是否是奇数个,若是
    17                         st[i] = false; //说明第i个状态时不合法的,存在了连续奇数个0
    18                     }
    19                     cnt = 0; //遇到1以后,连续奇数个0已经结束了,新开始一段
    20                 } else {
    21                     cnt++;
    22                 }
    23             }
    24             if (cnt & 1) { //然后判断最后一段0的个数
    25                 st[i] = false;
    26             }
    27         }
    28         //然后是dp的过程
    29         memset(dp, 0, sizeof dp); //把dp数组置为0
    30         dp[0][0] = 1; //边界情况
    31         for (int i = 1; i <= m; i++) { //枚举所有的列
    32             for (int j = 0; j < (1 << n); j++) { //枚举第i列的所有状态
    33                 for (int k = 0; k < (1 << n); k++) { //再枚举第i - 1列的所有状态
    34                     if ((j & k) == 0 && st[j | k]) {
    35                         dp[i][j] += dp[i - 1][k];
    36                     }
    37                 }
    38             }
    39         }
    40         cout << dp[m][0] << endl; //答案
    41     }
    42     return 0;
    43 }
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/fx1998/p/13245772.html
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