题目大意
一个
n×m
的网格,有的位置是黑的,有的位置是白的。 你要对网格中的任意格子进行任意次(可以不做)操作,每次操作类型是以下两种之一:
∙
翻转这个格子的颜色,并翻转这个格子四相邻格子的颜色。
∙
仅翻转这个格子四相邻格子的颜色。 求最少多少次操作能够把这个网格的所有格子都变成白色。
1≤n,m≤10
题目分析
考虑使用轮廓线状压dp,最naive的
O(nm4m)
的dp相信大家都会。 考虑压缩状态,我们将对一个格子的操作分为以下三种:
∙
不操作,代价为
0
∙ 翻转它自己(就是把两个给定操作都执行一次),代价为
2
∙ 翻转它的邻居,这个操作有两种可能(是否翻转自己),代价为
1
这样分类有什么好处呢?可以发现,如果我对一个格子执行了第三种操作,那么不管相邻格子怎么操作,我都可以不额外考虑相邻格子而使得该格子满足要求。
那么现在我们考虑设格子状态了,可以发现,状态也可以设成三种:
∙ 这个格子对相邻格子没有影响,并且目前该格子是黑色
∙
这个格子对相邻格子没有影响,并且目前该格子是白色
∙
这个格子对相邻格子有影响,那么显然它就是执行了列举的第三种操作,我们不需要清楚它具体是什么颜色 那么我们就可以用一个长度为
m
的三进制数来存一个轮廓线的状态,对决策位置的上方和左方的状态进行讨论,用三种操作进行转移就可以了。
具体的转移细节就不在这里讲了,自己去思考一下吧。如果你状态表示得好一点,结合一些比较好的实现技巧,可以让你的程序虽然在做3进制的状压,但依然能够使用各种二进制操作简化和加速计算过程。 时间复杂度
O(nm3m)
。注意这题空间限制有点紧,要滚动一下数组。
代码实现
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cctype>
using namespace std;
int getnxt()
{
char ch=getchar();
while (!
isdigit(ch)) ch=getchar();
return ch-
'0';
}
const int N=
10;
const int M=
10;
const int S=
59049;
const int INF=N*M*
3;
int dig[N][M];
int f[
2][S];
int POW[M];
int n,m,s;
void pre()
{
POW[
0]=
1;
for (
int i=
1;i<M;++i) POW[i]=
3ll*POW[i-
1];
}
void update(
int &x,
int y){x=min(x,y);}
int getsta(
int sta,
int x,
int d)
{
int u=sta/POW[m-
1]%
3;
if (x>=
0) (sta-=u*POW[m-
1])+=x*POW[m-
1];
return (sta/=
3)+=d*POW[m-
1];
}
int dp()
{
s=POW[m-
1]*
3;
int cur=
1,nxt=
0;
for (
int i=
1;i<s;++i) f[nxt][i]=INF;
f[nxt][
0]=
0;
for (
int i=
0;i<n;++i)
for (
int j=
0;j<m;++j)
{
swap(cur,nxt);
for (
int s_=
0;s_<s;++s_) f[nxt][s_]=INF;
for (
int s_=
0,lst,rst;s_<s;++s_)
if (f[cur][s_]!=INF)
{
lst=s_%
3,rst=!j?
0:s_/POW[m-
1]%
3;
if (!i||lst!=
1) update(f[nxt][getsta(s_,j?rst:-
1,dig[i][j]^(rst==
2)^(lst==
2))],f[cur][s_]);
if (!i||lst!=
1) update(f[nxt][getsta(s_,j?rst:-
1,dig[i][j]^(rst==
2)^(lst==
2)^
1)],f[cur][s_]+
2);
if (!i||lst) update(f[nxt][getsta(s_,j?(rst==
2?rst:rst^
1):-
1,
2)],f[cur][s_]+
1);
}
}
int ret=n*m*
2;
for (
int s_=
0;s_<s;++s_)
{
bool judge=
1;
for (
int x=s_;x;x/=
3)
if (x%
3==
1)
{
judge=
0;
break;
}
if (judge) ret=min(ret,f[nxt][s_]);
}
return ret;
}
int main()
{
freopen(
"square.in",
"r",stdin),freopen(
"square.out",
"w",stdout);
for (pre();
scanf(
"%d%d",&n,&m),n||m;)
{
for (
int i=
0;i<n;++i)
for (
int j=
0;j<m;++j)
dig[i][j]=getnxt();
printf(
"%d\n",dp());
}
fclose(stdin),fclose(stdout);
return 0;
}
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