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POJ 1185 炮兵阵地 状态压缩dp

2013-07-08 03:10 260 查看


G-炮兵阵地
TimeLimit:2000MSMemoryLimit:65536KB64bitIOFormat:%I64d&%I64u
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Description
司令部的将军们打算在N*M的网格地图上部署他们的炮兵部队。一个N*M的地图由N行M列组成,地图的每一格可能是山地(用"H"表示),也可能是平原(用"P"表示),如下图。在每一格平原地形上最多可以布置一支炮兵部队(山地上不能够部署炮兵部队);一支炮兵部队在地图上的攻击范围如图中黑色区域所示:

如果在地图中的灰色所标识的平原上部署一支炮兵部队,则图中的黑色的网格表示它能够攻击到的区域:沿横向左右各两格,沿纵向上下各两格。图上其它白色网格均攻击不到。从图上可见炮兵的攻击范围不受地形的影响。

现在,将军们规划如何部署炮兵部队,在防止误伤的前提下(保证任何两支炮兵部队之间不能互相攻击,即任何一支炮兵部队都不在其他支炮兵部队的攻击范围内),在整个地图区域内最多能够摆放多少我军的炮兵部队。
Input
第一行包含两个由空格分割开的正整数,分别表示N和M;

接下来的N行,每一行含有连续的M个字符('P'或者'H'),中间没有空格。按顺序表示地图中每一行的数据。N
<=100;M<=10。
Output
仅一行,包含一个整数K,表示最多能摆放的炮兵部队的数量。
SampleInput
54
PHPP
PPHH
PPPP
PHPP
PHHP
SampleOutput
6
【题目大意】
一个方格组成的矩阵,每个方格可以放大炮用0表示,不可以放大炮用1表示(原题用字母),让放最多的大炮,大炮与大炮间不会互相攻击。
【解析】可以发现,对于每一行放大炮的状态,只与它上面一行和上上一行的状态有关,每一行用状态压缩的表示方法,0表示不放大炮,1表示放大炮,同样的,先要满足硬件条件,即有的地方不能放大炮,然后就是每一行中不能有两个1的距离小于2(保证横着不互相攻击),这些要预先处理一下。然后就是状态表示和转移的问题了,因为是和前两行的状态有关,所以要开个三维的数组来表示状态,当前行的状态可由前两行的状态转移而来。即如果当前行的状态符合前两行的约束条件(不和前两行的大炮互相攻击),则当前行的最大值就是上一个状态的值加上当前状态中1的个数(当前行放大炮的个数)
【状态表示】dp[i][j][k]表示第i行状态为k,第i-1状态为j时的最大炮兵个数。
【状态转移方程】dp[i][k][t]=max(dp[i][k][t],dp[i-1][j][k]+num[t]);num[t]为t状态中1的个数
【DP边界条件】dp[1][1][i]=num[i]状态i能够满足第一行的硬件条件(注意:这里的i指的是第i个状态,不是一个二进制数,开一个数组保存二进制状态)
(以上分析是借鉴网友的哈哈哈)

代码:
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<iostream>
#definemax(a,b)(a)>(b)?(a):(b)

usingnamespacestd;

intdp[110][70][70];//状态
charmap[110][20];//存H-P图(山丘平原图)
intstk[70],cur[110];//stk[]存满足没有两个1的距离小于2的状态
//cur存读入的图用0、1表示后的状态

intnum[110];//存状态中1的个数
intm,n;//n行m列
intcnt;//cur存stk[]的个数,从1开始计。即满足1不能相邻和不能隔一个的状态数

intjcount(intx)//数一个整型数x的二进制中1的个数(用于初始化)
{
intsum=0;
while(x)
{
sum++;
x&=(x-1);
}
returnsum;
}

intisok(intx)//判断该状态是否合法
{
if(x&(x<<1))//判断是否有1相邻
return0;
if(x&(x<<2))//判断是否有1隔一个
return0;
return1;
}

voidjinit()//找到所有可能的合法状态
{
inti;
cnt=0;
inttotal=1<<m;//由于有m列,可以用二进制数0<=state<(1<<m)表示这些状态
for(i=0;i<total;i++)
{
if(isok(i))
stk[++cnt]=i;//注意cnt是从1开始的,stk[0]是没存的
}
}

intmain()
{
inti,j,k,t,ans;
while(scanf("%d%d",&n,&m)!=EOF)
{
if(n==0&&m==0)
break;
jinit();
memset(dp,0,sizeof(dp));
memset(cur,0,sizeof(cur));
getchar();
for(i=1;i<=n;i++)
{
scanf("%s",map[i]+1);
}
for(i=1;i<=n;i++)
{
for(j=1;j<=m;j++)
{
if(map[i][j]=='H')
{

cur[i]+=(1<<(j-1));
}
}
}
//初始化第一行状态
for(i=1;i<=cnt;i++)
{
num[i]=jcount(stk[i]);
if((stk[i]&cur[1])==0)
dp[1][1][i]=num[i];
}
for(i=2;i<=n;i++)//从第二行开始往后递推
{
for(j=1;j<=cnt;j++)//第i行选一个状态j
{
if(stk[j]&cur[i])
continue;
for(k=1;k<=cnt;k++)//第i-2行选一个状态k
{
if(stk[k]&stk[j])
continue;
for(t=1;t<=cnt;t++)//第i-1行选一个状态t
{
if(stk[j]&stk[t])
continue;
if(dp[i-1][k][t]==-1)
continue;
dp[i][t][j]=max(dp[i][t][j],dp[i-1][k][t]+num[j]);
}
}
}
}
ans=0;
for(i=1;i<=n;i++)
{
for(t=1;t<=cnt;t++)
{
for(j=1;j<=cnt;j++)
{
ans=max(ans,dp[i][t][j]);
}
}
}
printf("%d\n",ans);
}
return0;
}


注意:
1、位运算的优先级比较低,要记得打括号;
2、从第二行开始递推的循环里有三个for循环,由于要找第i行的状态,而它是由前两行推得,而第i-1行又是由i-2行确定,故三重循环的嵌套
是最外层为第i行,最内层为i-1行;
3、我之前老在纠结这个状态转移方程为什么不像0、1背包那样根据是否加入第n件物品来找最大价值,即
f[i][v]=max{f[i-1][v],f[i-1][v-c[i]]+w[i]}

所以为什么最佳状态的更新不是dp[i][t][j]=max(dp[i-1][k][t],dp[i-1][k][t]+sum[j]),其实可以这样想:f[i-1][k][t]为到上一行为止的最佳

状态,然后就相当于求的是f[i][k][t]=max(f[i-1][k][t]).只不过最大值相当于用f[i][k][t]存罢了;

4、最后一个更新最佳状态数ans的循环就是在所有找出的不能排列下f[i][k][t]的值取最大值。

5、解释一下二进制的运算:
(1)x&(x<<1)是用来判断是否有两个1相邻的。x<<1就是x左移一位再和自己本身做与运算,这样的话,如果结果是0,说明x这个数的1没有相邻的情况;如果结果非0,就
肯定有两个1是相邻的。同理,x&(x<<2)是判断两个1是否相邻2位的距离。每一个数都是2进制的表示。(2)x&=(x-1)数1的个数函数里面的这个,对于一个整数,我要算里面的1个数。。我用个例子来跟你说比如6。。那么2进制110,那么我从右边开始,我要把最右边那个1去掉,同时计数器cnt++,那么(x-1)肯定会造成最右边的1消失移位到更右边的位置(自己想想这句话),
比如6=110移位后5=101

110----最右的1不见了

101----最右的1更加右边了。。

如果x再和x-1做与运算这时候肯定会清掉x最右边一个1
一直这样操作直到x为0,复杂度只和x中1的个数有关,速度非常快。
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