POJ 1753 Flip Game 高斯消元

#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#define INF 1e9
using namespace std;

const int maxn = 20;
int a[maxn][maxn];
int x[maxn],fre[maxn];
int dx[]= {0,0,-1,0,1};
int dy[]= {0,-1,0,1,0};

void debug(int n)
{
for(int i=0; i<n; i++)
{
for(int j=0; j<n; j++)
printf("%d ", a[i][j]);
printf("  %d\n", a[i]
);
}
puts("**************************************************************");
}

void init()
{
memset(a,0,sizeof(a));
for(int i=0; i<4; i++)
for(int j=0; j<4; j++)
for(int k=0; k<5; k++)
{
int nx = i+dx[k];
int ny = j+dy[k];
if(nx>=0 && nx <4 && ny>=0 && ny<4) a[i*4+j][nx*4+ny] = 1;
}
}

int Guass(int equ,int var)
{
//    debug(16);
int row,col,num;
num=row=col=0;
while(row<equ && col<var)
{
//列非零主
int r=row;
for(int i=row; i<equ; i++)
if(a[i][col]!=0)
{
r=i;
break;
}
if(r!=row)
{
for(int j=col; j<var+1; j++)
swap(a[row][j],a[r][j]);
}
if(a[row][col]==0)//说明有自由变元
{
fre[num++] = col;
col++;
continue;
}
//消元
for(int i=row+1; i<equ; i++)
{
if(a[i][col]==0) continue;
for(int j=col; j<var+1; j++)
a[i][j]^=a[row][j];
}
//        debug(16);
row++;
col++;
}
for(int i=row; i<equ; i++)
if(a[i][var]!=0) return INF;
int sta=1<<(col-row);//自由变元有col-row个
int res=INF;
for(int k=0; k<sta; k++) //枚举所有变元
{
int cnt=0;
int index=k;
for(int j=0; j<num; j++)
{
x[fre[j]]=(index&1);
if(x[fre[j]]) cnt++;
index>>=1;
}
for(int i=row-1; i>=0; i--)
{
x[i]=a[i][var];
for(col=i+1; col<var; col++)
x[i]^=(a[i][col]*x[col]);
if(x[i])cnt++;
}
res=min(cnt,res);
}
return res;
}

int main()
{
//    freopen("in.txt","r",stdin);
char s[10][10];
for(int i=0; i<4; i++)
scanf("%s", s[i]);
init();
for(int i=0; i<4; i++)
for(int j=0; j<4; j++)
a[i*4+j][16] = (s[i][j]=='b'? 0:1);
int ans1 = Guass(16,16);
init();
for(int i=0; i<4; i++)
for(int j=0; j<4; j++)
a[i*4+j][16] = (s[i][j]=='w'? 0:1);
int ans2 = Guass(16,16);
if(min(ans1,ans2) == INF) puts("Impossible");
else printf("%d\n", min(ans1, ans2));
return 0;
}