洛谷 P10456 The Pilots Brothers‘ refrigerator
[Problem Discription] \color{blue}{\texttt{[Problem Discription]}} [Problem Discription]
给定一个 4 × 4 4 \times 4 4×4 的网格,每个网格有 0 , 1 0,1 0,1 两种状态。求最少可以通过多少次操作使得整个网格全部变成 1 1 1。
每次操作你需要选定一个格点 ( i , j ) (i,j) (i,j),然后把第 i i i 行和第 j j j 列的所有元素都取反(即 0 0 0 变 1 1 1, 1 1 1 变成 0 0 0)。
[Analysis] \color{blue}{\texttt{[Analysis]}} [Analysis]
首先我们可以发现,对同一个格点进行两次操作是没有意义的,因为那等于没操作。
所以每个格点至多被操作一次。
一共才 16 16 16 个格点,把所有格点从 1 1 1 到 16 16 16 标号,我们完全可以用一个 16 16 16 位的二进制数表示是否对每个格点进行操作。
具体地,我们用二进制数 status \text{status} status 表示每个格点的操作与否。如果 status \text{status} status 的第 i i i 位为 1 1 1,那么代表我们对编号为 i i i 的格点进行操作;否则不进行。
status \text{status} status 可能的取值一共只有 2 16 2^{16} 216 种,枚举 status \text{status} status 即可。
得到 status \text{status} status 后,剩下的事情就完全类似于模拟了。
所以,总的思想类似于生成-测试法。
总的时间复杂度 O ( N 2 × 2 N ) O(N^{2} \times 2^{N}) O(N2×2N),其中 N N N 为格点数量。
Code \color{blue}{\text{Code}} Code
bool a[6][6];
int ans;
int count_one(int x){
int ret=0;
for(int i=1;i<=16;i++)
if (x&(1<<(i-1))) ret++;
return ret;
}
void implement(int x){
int row=(x-1)/4+1,col=(x%4?x%4:4);
for(int j=1;j<=4;j++) a[row][j]^=1;
for(int i=1;i<=4;i++) a[i][col]^=1;
a[row][col]^=1;
}
bool check(){
for(int i=1;i<=4;i++)
for(int j=1;j<=4;j++)
if (!a[i][j]) return false;
return true;
}
int main(){
for(int i=1;i<=4;i++)
for(int j=1;j<=4;j++){
char c;cin>>c;
if (c=='+') a[i][j]=false;
else a[i][j]=true;
}
ans=(1<<16)-1;
for(int i=0;i<(1<<16);i++){
for(int j=1;j<=16;j++)
if (i&(1<<(j-1))) implement(j);
if (check()){
if (count_one(i)<count_one(ans)) ans=i;
}
for(int j=1;j<=16;j++)
if (i&(1<<(j-1))) implement(j);//复原
}
printf("%d",count_one(ans));
for(int i=1;i<=16;i++)
if (ans&(1<<(i-1))){
int row=(i-1)/4+1,col=(i%4?i%4:4);
printf("\n%d %d",row,col);
}
return 0;
}