url: https://www.luogu.com.cn/problem/P1074

tag:
NOIP2009 提高组,搜索,剪枝,位运算,NOIP提高组,2009

思路:

  1. 核心变量解析
  • a[10][10]:存储数独棋盘,ai表示第i行第j格的数字(0表示空格)
  • r[10]:行约束,r[i]的二进制第k位表示第i行能否填数字k+1(1表示可用)
  • c[10]:列约束,c[j]的二进制第k位表示第j列能否填数字k+1
  • e[5][5]:九宫格约束,ex的二进制第k位表示第x行第y列九宫格能否填k+1
  • p[1<<11]:位掩码到数字的映射,p[1<<k]=k+1(快速获取候选数字)
  • o[1<<10]:预计算二进制中1的个数,o[mask]表示mask的候选数字个数
  • ans:存储最终的最大得分
  1. 关键函数解析
  • gs():根据位置计算得分,边缘得分低,中心得分高(计算公式:值*(6+距边缘距离))
  • init():初始化约束为全可用状态,预处理o[]和p[]的映射关系
  • dfs():采用最小候选数优先的回溯算法,通过位运算快速枚举候选值
  1. 算法流程
  • 预处理所有约束条件
  • 优先选择候选数最少的格子进行填充(剪枝优化)
  • 用位运算快速遍历所有候选数字
  • 递归搜索时动态更新约束条件
  • 达到填满状态时更新最大得分
  1. 位运算优化点
  • 用异或操作快速增删约束条件(r[i]^=mask)
  • 用lowbit技巧遍历候选数字(t&-t获取最低位的1)
  • 预计算o[]避免重复计算候选数个数

参考: https://www.luogu.com.cn/article/gerq24ll
ps: 好强大的位运算思路,爱了爱了。

代码:

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. int a[10][10], r[10], c[10], e[5][5], p[1 << 11], ans = -1;
  4. int o[1 << 10];
  5. int gs(int i, int j)
  6. {
  7. return a[i][j] * (6 + min(min(i, 8 - i), min(j, 8 - j)));
  8. }
  9. void init()
  10. {
  11. for (int i = 0; i < 9; i ++) r[i] = c[i] = e[i / 3][i % 3] = (1 << 9) - 1;
  12. for (int i = 0; i < (1 << 9); i ++)
  13. {
  14. int t = i;
  15. while (t)
  16. {
  17. t &= t -1;
  18. o[i] ++;
  19. }
  20. }
  21. for (int i = 0; i < 9; i ++) p[1 << i] = i + 1;
  22. }
  23. void dfs(int cnt, int sum)
  24. {
  25. if (cnt == 0)
  26. {
  27. ans = max(ans, sum);
  28. }
  29. int mi = 10, x, y;
  30. for (int i = 0; i< 9; i++)
  31. for (int j = 0; j < 9; j ++)
  32. {
  33. if (!a[i][j])
  34. {
  35. int t = r[i] & c[j] & e[i / 3][j / 3];
  36. if (o[t] < mi)
  37. {
  38. mi = o[t], x = i, y = j;
  39. }
  40. }
  41. }
  42. int t = r[x] & c[y] & e[x / 3][y / 3];
  43. while (t)
  44. {
  45. int l = (t & -t);
  46. t -= l;
  47. a[x][y] = p[l];
  48. r[x] -= l, c[y] -= l, e[x / 3][y / 3] -= l;
  49. dfs(cnt -1, sum + gs(x, y));
  50. a[x][y] = 0;
  51. r[x] += l, c[y] += l, e[x / 3][y / 3] += l;
  52. }
  53. }
  54. int main()
  55. {
  56. init();
  57. int cnt = 0, sum = 0;
  58. for (int i = 0; i < 9; i++)
  59. for (int j = 0; j < 9; j ++)
  60. {
  61. cin >> a[i][j];
  62. if (a[i][j])
  63. {
  64. r[i] -= 1 << a[i][j] - 1;
  65. c[j] -= 1 << a[i][j] - 1;
  66. e[i / 3][j / 3] -= 1 << a[i][j] -1;
  67. sum += gs(i, j);
  68. }else cnt ++;
  69. }
  70. dfs(cnt, sum);
  71. cout << ans << endl;
  72. return 0;
  73. }

url: https://www.luogu.com.cn/problem/P2476

tag:
SCOI2008,动态规划,搜索,记忆化搜索

思路:
开一个6维的数组来表示状态(因为每种情况有多种,所以不能用压位bit),分别表示足够涂1, 2, 3, 4, 5块木头的颜色有几种,最后一维表示上一种颜色的种类。然后用记忆化搜索来做。参考: https://www.luogu.com.cn/article/fhusu9wq

代码:

  1. #include <iostream>
  2. #include <cstring>
  3. using namespace std;
  4. typedef long long ll;
  5. ll MOD = 1e9 + 7;
  6. int n, t[6];
  7. ll dp[16][16][16][16][16][6];
  8. ll dfs(int a, int b, int c, int d, int e, int last)
  9. {
  10. if (dp[a][b][c][d][e][last] != -1) return dp[a][b][c][d][e][last];
  11. if (a + b + c + d + e == 0) return 1;
  12. ll res = 0;
  13. if (a) res += (a - (last == 2)) * dfs(a - 1, b, c, d, e, 1);
  14. if (b) res += (b - (last == 3)) * dfs(a + 1, b - 1, c, d, e, 2);
  15. if (c) res += (c - (last == 4)) * dfs(a, b + 1, c - 1, d, e, 3);
  16. if (d) res += (d - (last == 5)) * dfs(a, b, c + 1, d - 1, e, 4);
  17. if (e) res += e * dfs(a, b, c, d + 1, e - 1, 5);
  18. dp[a][b][c][d][e][last] = res % MOD;
  19. return dp[a][b][c][d][e][last];
  20. }
  21. int main()
  22. {
  23. cin >> n;
  24. for (int i = 0; i < n; i ++)
  25. {
  26. int a;
  27. cin >> a;
  28. t[a] ++;
  29. }
  30. memset(dp, -1, sizeof dp);
  31. ll ans = dfs(t[1], t[2], t[3], t[4], t[5], 0);
  32. cout << ans << endl;
  33. return 0;
  34. }

url: https://www.luogu.com.cn/problem/P1278

tag:
记忆化搜索,状压DP

思路:
记忆化搜索,dfs两个参数一个是当前的字母,另外一个是当前的状态。f[x, y] 表示当以字符串x开头是状态为y时最大的字符串长度。

代码:

  1. #include <iostream>
  2. #include <vector>
  3. using namespace std;
  4. string st[18];
  5. vector<int> v[210];
  6. int f[17][1 << 17];
  7. int n, ans;
  8. int dfs(int x, int y)
  9. {
  10. if (f[x][y]) return f[x][y];
  11. int res = 0;
  12. for (auto i : v[st[x][st[x].size() - 1]])
  13. if (!((y>>(i - 1) & 1))) res = max(res, dfs(i, y | 1 << (i - 1)));
  14. return f[x][y] = res + st[x].size();
  15. }
  16. int main()
  17. {
  18. cin >> n;
  19. for (int i = 1; i <= n; i ++) cin >> st[i], v[st[i][0]].push_back(i);
  20. for (int i = 1; i <= n; i ++) ans = max(ans, dfs(i, (1 << (i - 1))));
  21. cout << ans << endl;
  22. return 0;
  23. }

url: https://www.luogu.com.cn/problem/P2966

tag:
USACO09DEC,最短路,排序,USACO,2009

思路:
多次询问,点的数据范围小,所以可以用floyd,如果没有点权,那么这道题就是经典的多源汇最短路。为了处理这个点权,我们可以将每一个节点按照点权的大小从小到大排序,然后对于每一个中间节点都是按照从小到大来遍历,这样计算点权的时候,每次中间节点k一定是最大的,所以求点权的最大值时,只要在i,j,k也就是起点终点和用来更新的中间节点之间选择一个较大的即可。

代码:

  1. #include <iostream>
  2. #include <algorithm>
  3. #include <cstring>
  4. using namespace std;
  5. const int N = 300;
  6. int n, m, q;
  7. int ans[N][N], dist[N][N];
  8. struct node {
  9. int val, idx;
  10. } Node[N];
  11. bool cmp (node &a, node &b)
  12. {
  13. return a.val < b.val;
  14. }
  15. int main()
  16. {
  17. cin >> n >> m >> q;
  18. for (int i = 1; i <= n; i ++)
  19. {
  20. cin >> Node[i].val;
  21. Node[i].idx = i;
  22. }
  23. sort(Node + 1, Node + n + 1, cmp);
  24. for (int i = 1; i <= n; i ++)
  25. for (int j = 1; j <= n; j ++)
  26. dist[i][j] = (i == j) ? 0 : 0x3f3f3f3f;
  27. memset(ans, 0x3f, sizeof ans);
  28. for (int i = 1; i <= m; i++)
  29. {
  30. int u, v, w;
  31. cin >> u >> v >> w;
  32. dist[u][v] = dist[v][u] = min(dist[v][u], w);
  33. }
  34. for (int k = 1; k <= n; k ++)
  35. for (int i = 1; i <= n; i ++)
  36. for (int j = 1; j <= n; j ++)
  37. {
  38. dist[Node[i].idx][Node[j].idx] = min(dist[Node[i].idx][Node[j].idx], dist[Node[i].idx][Node[k].idx] + dist[Node[k].idx][Node[j].idx]);
  39. ans[Node[i].idx][Node[j].idx] = min(ans[Node[i].idx][Node[j].idx], dist[Node[i].idx][Node[j].idx] + max({Node[i].val, Node[j].val, Node[k].val}));
  40. }
  41. while (q --)
  42. {
  43. int a, b;
  44. cin >> a >> b;
  45. cout << ans[a][b] << endl;
  46. }
  47. return 0;
  48. }