[SCOI2012]喵星人的入侵
(思路大量参考 DP 带师 UM 的博客)
一个能直接把人干劝退的插头 DP 。。
Description
给定一个 \(n * m\) 图,有一个起点和终点和一些空地,你需要在空地上放置一些障碍和不超过 k 个炮台(均不可经过),使得:
-
起点和终点仍连通,可以存在多条路径;
-
每经过一个点(起终也算),答案加上该点八连通的炮台数,最大化答案(注:多条路径算答案最小的一条)。
\(\min(n,\ m) \leq 6,\ \max(n,\ m) \leq 20,\ 1\leq k \leq 15\)
Analysis
这个数据就很插头 DP 把,那就不去想其他的了。
那既然是要路径(不是回路),那自然一行的状态就直接 \(0\) 表示无插头, \(1\) 表示左插头, \(2\) 表示右插头, \(3\) 表示独立插头。
但是这样好像不太够,因为考虑到八连通下的贡献,需要知道附近几个点的状态,是路径,是炮台还是障碍。
所以需要一行状态形如(粉色那一列):
对于打叉的点,记录的就是这些格子是路径,是炮台还是障碍(其他还有四个格子因为那个点还没遍历到,不考虑)。
(这两个都四进制就行,注:之后插头的叫状态 \(1\) ,格子种类的叫状态 \(2\) )
还不够,因为有炮台的限制,所以还要加一个指炮台数量(最多 \(15\) 个所以二进制 \(4\) 位就够了)。
Solution
根据 Analysis 里说的,对于每个点,我们提取上一行状态 \(1\) 的左格 \(pr\) 和上格 \(pd\) ,状态 \(2\) 的左格 \(l\) ,左上格 \(ul\) ,上格 \(u\) ,右上格 \(ur\) 。
啊啊啊,** 大力分讨!!(推荐画图食用)
-
如果左,上都是路径但是都不是插头,说明这个地方不能再有路径接上去了,要么放障碍,要么放炮台。(也就这种情况是和状态 \(2\) 有关的)
-
这个点本来就是障碍点,那也就只有左,上均没有插头的时候能转移。
-
起点或终点(可以形象化成一个独立插头)
①. 均没有插头
直接新建独立插头。
②. 无插头 + 左插头(或左 + 无)
删除当前插头,并且把对应的右插头改成独立插头。
③. 无插头 + 右插头(或右 + 无)
删除当前插头,并且把对应的左插头改成独立插头。
④. 无插头 + 独立插头(或独立 + 无)
删除当前插头,没对应的插头,所以没了。 -
空地(插头种类不定,跟着之前的走就行)
①. 均没有插头
可以选择放障碍,放炮台,或者开一个新路径。
②. 仅有一个有插头
跟着插头走就行了。
③. 都是左插头
删除这两个插头,并且把上格插头对应的右插头变成左插头。
④. 都是右插头
删除这两个插头,并且把左格插头对应的左插头变成右插头。
⑤. 右插头 + 左插头
删除这两个插头,并且把对应的两个插头左右不变。
⑥. 左插头 + 右插头
不合法,这样就是闭合回路。
⑦. 左插头 + 独立插头(或独立 + 左)
删除这两个插头,并且把对应的右插头变成独立插头。
⑧. 右插头 + 独立插头(或独立 + 右)
删除这两个插头,并且把对应的左插头变成独立插头。
⑨. 独立插头 + 独立插头
直接删除,没什么能伸展出去的。
接下来,来想想怎么计算答案。
前面提到过,处理这个点的时候我们只知道周围四个点的状态。
那丢掉的四个点怎么办呢?在处理那四个点的时候自然就会算当前这个点了。正好,还不会算重。
因为相当于我们全部认定这个空地就是路径,那么他的贡献就是周围八个格子炮台数。转化一下也就是炮台的贡献就是周围八个格子空地数。
所以如果是炮台,就算已知的四个点里面空地数;
所以如果是空地,就算已知的四个点里面炮台数。
那不是还有多条路径算最小值的限制吗?
那你把答案最大的那条留下,剩下的直接全部用障碍填满,答案肯定不劣,况且这一定会在状态中出现,所以可以覆盖掉多条路径的影响。
那全部答案取合法里面的最大值就行了。
Code
Code
/*
*/
#include
//#define int long long
#define BT1 ((l == 1) + (ul == 1) + (u == 1) + (ur == 1))
#define BT3 ((l == 3) + (ul == 3) + (u == 3) + (ur == 3))
using namespace std;
typedef long long ll;
const int N = 24, zs = 299987;
int n, m, K, a[N][N], p, las, fst[zs + 10], tot[2], ans, inc[N], pl[N];
struct BIT {
int c0, c1, c2;
bool operator == (const BIT &it) const {
return (c0 == it.c0) && (c1 == it.c1) && (c2 == it.c2);
}
};
struct mdzz {int nxt, val[2]; BIT bt[2];} e[(1 << 24) + 10];
inline int read() {
int s = 0, w = 1;
char ch = getchar();
while (!isdigit(ch)) {if (ch == '-') w = -1; ch = getchar();}
while (isdigit(ch)) {s = (s << 3) + (s << 1) + (ch ^ 48); ch = getchar();}
return s * w;
}
inline void insert(int c0, int c1, int c2, int num) {
int u = ((((1ll * c0 << 16) | c1) << 4) | c2) % zs + 1;
for (int i = fst[u]; i; i = e[i].nxt) {
if (e[i].bt[p] == (BIT) {c0, c1, c2}) {
e[i].val[p] = max(e[i].val[p], num);
return ;
}
}
e[++tot[p]].nxt = fst[u];
e[tot[p]].bt[p] = (BIT) {c0, c1, c2};
e[tot[p]].val[p] = num;
fst[u] = tot[p];
}
int pr, pd, l, ul, u, ur, c0, c1, c2;
inline int RT(int c0, int j, int pm) {
int tot = 1, x = c0, lm;
while (2333) {
lm = (x >> pl[j]) & 3;
if (lm == 1) ++tot; else if (lm == 2) --tot;
if (!tot) return c0 ^ (lm << pl[j]) ^ (pm << pl[j]);
++j;
}
return 0;
}
inline int LT(int c0, int j, int pm) {
int tot = 1, x = c0, lm;
while (2333) {
lm = (x >> pl[j]) & 3;
if (lm == 2) ++tot; else if (lm == 1) --tot;
if (!tot) return c0 ^ (lm << pl[j]) ^ (pm << pl[j]);
--j;
}
return 0;
}
inline void Plugdp(int i, int j, BIT bit, int num) {
//这里的c0是已经把左和上去掉的残缺状态
//这里的c1是已经把左上去掉的残缺状态
if ((!pr && l == 1) || (!pd && u == 1)) {
if (pr || pd) return ;
insert(c0, c1, c2, num);
if (c2 < K && a[i][j] == 1) {
insert(c0, c1 ^ (3 << pl[j]), c2 + 1, num + BT1);
}
}
else if (a[i][j] == 2) {
if (!pr && !pd) insert(c0, c1, c2, num);
}
else if (a[i][j] == 1) {
if (!pr && !pd) {
insert(c0, c1, c2, num);
if (c2 < K) insert(c0, c1 ^ (3 << pl[j]), c2 + 1, num + BT1);
insert(c0 ^ inc[j - 1] ^ (inc[j] << 1), c1 ^ inc[j], c2, num + BT3);
}
else if (!pr || !pd) {
insert(c0 ^ ((pd | pr) << pl[j - 1]), c1 ^ inc[j], c2, num + BT3);
insert(c0 ^ ((pd | pr) << pl[j]), c1 ^ inc[j], c2, num + BT3);
}
else if (pr == 1 && pd == 1) insert(RT(c0, j - 1, 1), c1 ^ inc[j], c2, num + BT3);
else if (pr == 2 && pd == 2) insert(LT(c0, j - 1, 2), c1 ^ inc[j], c2, num + BT3);
else if (pr == 2 && pd == 1) insert(c0, c1 ^ inc[j], c2, num + BT3);
else if (pr == 1 && pd == 2) ;
else if (pr == 1 && pd == 3) insert(RT(c0, j - 1, 3), c1 ^ inc[j], c2, num + BT3);
else if (pr == 3 && pd == 1) insert(RT(c0, j - 1, 3), c1 ^ inc[j], c2, num + BT3);
else if (pr == 2 && pd == 3) insert(LT(c0, j - 1, 3), c1 ^ inc[j], c2, num + BT3);
else if (pr == 3 && pd == 2) insert(LT(c0, j - 1, 3), c1 ^ inc[j], c2, num + BT3);
else if (pr == 3 && pd == 3) insert(c0, c1 ^ inc[j], c2, num + BT3);
}
else if (a[i][j] == 3 || a[i][j] == 4) {
if (!pr && !pd) {
insert(c0 ^ (3 << pl[j - 1]), c1 ^ inc[j], c2, num + BT3);
insert(c0 ^ (3 << pl[j]), c1 ^ inc[j], c2, num + BT3);
}
else if (!pr && pd == 1) insert(RT(c0, j - 1, 3), c1 ^ inc[j], c2, num + BT3);
else if (pr == 1 && !pd) insert(RT(c0, j - 1, 3), c1 ^ inc[j], c2, num + BT3);
else if (!pr && pd == 2) insert(LT(c0, j - 1, 3), c1 ^ inc[j], c2, num + BT3);
else if (pr == 2 && !pd) insert(LT(c0, j - 1, 3), c1 ^ inc[j], c2, num + BT3);
else if (pr == 3 && !pd) insert(c0, c1 ^ inc[j], c2, num + BT3);
else if (!pr && pd == 3) insert(c0, c1 ^ inc[j], c2, num + BT3);
}
}
inline void plug() {
tot[p] = 1;
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
for (int j = 1, x; j <= tot[p]; ++j) {
e[j].bt[p].c0 <<= 2;
x = e[j].bt[p].c1;
(e[j].bt[p].c1 ^= ((x >> pl[m + 1]) & 3) << pl[m + 1]) <<= 2;
}
for (int j = 1; j <= m; ++j) {
memset(fst, 0, sizeof(fst));
swap(las, p); tot[p] = 0;
for (int k = 1, num; k <= tot[las]; ++k) {
BIT bit = e[k].bt[las]; num = e[k].val[las];
if (bit.c0 >= inc[m + 1]) continue;
c0 = bit.c0; c1 = bit.c1; c2 = bit.c2;
pr = (c0 >> pl[j - 1]) & 3; pd = (c0 >> pl[j]) & 3;
l = (c1 >> pl[j - 1]) & 3; ul = (c1 >> pl[j]) & 3;
u = (c1 >> pl[j + 1]) & 3; ur = (c1 >> pl[j + 2]) & 3;
c0 ^= (pr << pl[j - 1]) ^ (pd << pl[j]); c1 ^= (ul << pl[j]);
Plugdp(i, j, bit, num);
}
}
}
}
inline int pdd(char ch) {
if (ch == '.') return 1;
if (ch == '#') return 2;
if (ch == 'S') return 3;
if (ch == 'T') return 4;
if (ch == 'X') return 5;
return 0;
}
int main() {
n = read(); m = read(); K = read();
inc[0] = 1; las = 1;
for (int i = 1; i <= 14; ++i) {
inc[i] = inc[i - 1] << 2, pl[i] = i << 1;
}
if (n >= m) {
char ch;
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
for (int j = 1; j <= m; ++j) {
ch = getchar();
while (!(a[i][j] = pdd(ch))) ch = getchar();
}
}
}
else {
swap(n, m);
char ch;
for (int j = 1; j <= m; ++j) {
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
ch = getchar();
while (!(a[i][j] = pdd(ch))) ch = getchar();
}
}
}
plug();
for (int i = 1; i <= tot[p]; ++i) {
if (!e[i].bt[p].c0) ans = max(ans, e[i].val[p]);
}
printf("%d\n", ans);
return 0;
}