poj 1753 Flip Game 高斯消元

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4*4的格子， 初始为0或1， 每次翻转一个会使它四周的也翻转， 求翻转成全0或全1最少的步数。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <map>
#include <set>
#include <string>
#include <queue>
#include <stack>
#include <bitset>
using namespace std;
#define pb(x) push_back(x)
#define ll long long
#define mk(x, y) make_pair(x, y)
#define lson l, m, rt<<1
#define mem(a) memset(a, 0, sizeof(a))
#define rson m+1, r, rt<<1|1
#define mem1(a) memset(a, -1, sizeof(a))
#define mem2(a) memset(a, 0x3f, sizeof(a))
#define rep(i, n, a) for(int i = a; i<n; i++)
#define fi first
#define se second
typedef pair<int, int> pll;
const double PI = acos(-1.0);
const double eps = 1e-8;
const int mod = 1e9+7;
const int inf = 1061109567;
const int dir[][2] = { {-1, 0}, {1, 0}, {0, -1}, {0, 1} };
int a[50][50], ans[50], x[50];
int n, l[50], free_x[50];
int gauss(int equ,int var)
{
    int i,j,k, max_r, col = 0, temp, free_index, num = 0;
    for(int i=0;i<=var;i++)
    {
        x[i]=0;
        free_x[i]=0;
    }
    for(k = 0;k < equ && col < var;k++,col++)
    {
        max_r=k;
        for(i=k+1;i<equ;i++)
        {
            if(abs(a[i][col])>abs(a[max_r][col])) max_r=i;
        }
        if(max_r!=k)
        {
            for(j=k;j<var+1;j++) swap(a[k][j],a[max_r][j]);
        }
        if(a[k][col]==0)
        {
            k--;
            free_x[num++]=col;
            continue;
        }
        for(i=k+1;i<equ;i++)
        {
            if(a[i][col]!=0)
            {
                for(j=col;j<var+1;j++)
                {
                    a[i][j] ^= a[k][j];
                }
            }
        }
    }
    for (i = k; i < equ; i++)
    {
        if (a[i][col] != 0) return inf;
    }
    int stat = 1<<(var-k);
    int res = inf;
    for(i=0;i<stat;i++)
    {
        int cnt=0;
        int index=i;
        for(j=0;j<var-k;j++)
        {
            x[free_x[j]]=(index&1);
            if(x[free_x[j]]) cnt++;
            index>>=1;
        }
        for(j=k-1;j>=0;j--)
        {
            int tmp=a[j][var];
            int t=0;
            while(a[j][t]==0)t++;
            for(int l=t+1;l<var;l++)
              if(a[j][l]) tmp^=x[l];
            x[t]=tmp;
            if(x[t])cnt++;
        }
        if(cnt<res)res=cnt;
    }
    return res;
}
void init() {
    mem(a);
    for(int i = 0; i<4; i++) {
        for(int j = 0; j<4; j++) {
            a[i*4+j][i*4+j] = 1;
            for(int k = 0; k<4; k++) {
                int x = dir[k][0]+i;
                int y = dir[k][1]+j;
                if(x>=0&&x<4&&y>=0&&y<4) {
                    a[i*4+j][x*4+y] = 1;
                }
            }
        }
    }
}
int main()
{
    char c[4][4];
    for(int i = 0; i<4; i++) {
        cin>>c[i];
    }
    init();
    for(int i = 0; i<4; i++) {
        for(int j = 0; j<4; j++) {
            if(c[i][j] == 'b')
                a[i*4+j][16] = 1;
            else
                a[i*4+j][16] = 0;
        }
    }
    int ans = gauss(16, 16);
    init();
    for(int i = 0; i<4; i++) {
        for(int j = 0; j<4; j++) {
            if(c[i][j] == 'w')
                a[i*4+j][16] = 1;
            else
                a[i*4+j][16] = 0;
        }
    }
    ans = min(ans, gauss(16, 16));
    if(ans == inf) {
        cout<<"Impossible"<<endl;
    } else {
        cout<<ans<<endl;
    }
    return 0;
}