Dancing Links的重复覆盖问题解法

     众所周知，DLX对于解决精确覆盖问题有非常出奇的效果，但我们现在考虑一种叫做重复覆盖的问题。其实这一问题是我们看到DL的论文第一部分时，对Dancing Links用法的初次想法。它就是单纯利用了链表的性质进行的模拟（请允许我这么说），但抽象而言，就是对0/1矩阵进行如下操作：选取一些行，使所有的列都有‘1’（想想与精确覆盖的不同之处）。在实现上，不需要精确覆盖的排他性操作，而在框架上的实现则是相同的。考虑一个优化，在重复覆盖问题中，对于列长是不动态计数的，能否通过初始的排序减小常数。
     以下是一般的重复覆盖问题的实现，要用到Iter-A*，使用启发函数进行加速，启发函数的设计十分简单，相信大家能看懂，此处未加过优化，如果大家有想法可以自己实现。

#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;

const int MAXR=60;
const int MAXC=60;
const int MAXLEN=MAXR*MAXC+MAXR+MAXC;
int L[MAXLEN];
int R[MAXLEN];
int D[MAXLEN];
int U[MAXLEN];
int nRow[MAXLEN];
int nCol[MAXLEN];

int Col[MAXC]; //判定列集是否已插入
int Row[MAXR]; //判定行集是否已插入
//int RC[MAXR][MAXC]; //判定元素是否已插入
int RS[MAXR],CS[MAXC]; //行长与列长
int eid; //内存标识
int head;
int Cn;
int MAXSTEP;
//int ans[MAXC];
/**//*int alen;*/

//DLX算法 进行重复覆盖
inline void init()
{
    memset(Row,-1,sizeof(Row));
    memset(Col,-1,sizeof(Col));
//    memset(RC,-1,sizeof(RC));
    memset(nCol,-1,sizeof(nCol));
    memset(nRow,-1,sizeof(nRow));
    head=0;
    L[head]=R[head]=D[head]=U[head]=head;
    eid=1;
    Cn=0;
}

//插入行

inline void insRow(int r)
{
    
    U[D[head]]=eid;
    U[eid]=head;
    D[eid]=D[head];
    D[head]=eid;
    
    L[eid]=R[eid]=eid;
    
    RS[r]=1;
    Row[r]=eid++;
}

//插入列

inline void insColumn(int c)
{
    L[R[head]]=eid;
    L[eid]=head;
    R[eid]=R[head];
    R[head]=eid;
    
    U[eid]=D[eid]=eid;
    
    CS[c]=1;
    Col[c]=eid++;
}

//插入元素

inline void insElement(int r,int c)
{
    int rid=Row[r];
    int cid=Col[c];
    
    L[R[rid]]=eid;
    L[eid]=rid;
    R[eid]=R[rid];
    R[rid]=eid;
    
    
    U[D[cid]]=eid;
    U[eid]=cid;
    D[eid]=D[cid];
    D[cid]=eid;
    
    
    nRow[eid]=r;
    nCol[eid]=c;
    
    ++CS[c];
    ++RS[r];

//    RC[r][c]=eid;
    ++eid;
}

//插入操作

inline void insert(int r, int c)
{

    if (Col[c]==-1)
    {
        ++Cn;
        insColumn(c);
    }

    if(Row[r]==-1)
    {
        insRow(r);
    }

//    if(RC[r][c]==-1)
//    {
        insElement(r,c);
//    }

}

//删除列(使用cid)

inline void RemoveCol(int c)
{
    //c=Col[c];

    int i;

    for (i=U[c];i!=c;i=U[i])
    {
        L[R[i]]=L[i];
        R[L[i]]=R[i];        
    }

}

//恢复列(使用cid)

inline void ResumeCol(int c)
{
    //c=Col[c];

    int i;

    for (i=D[c];i!=c;i=D[i]) 
    {        
        L[R[i]]=i;
        R[L[i]]=i;
    }

}

//重复覆盖 iter a*

bool hash[MAXC];

int price()
{
    int i,j,k;
    int ret=0;

    memset(hash,0,sizeof(hash));

    for (i=R[head];i!=head;i=R[i])
    {
        if(nCol[D[i]]==-1) continue;
        if(!hash[nCol[D[i]]])
        {
            ++ret;
            hash[nCol[D[i]]]=true;
            for (j=D[i];j!=i;j=D[j])
            {
                if (nCol[j]==-1)
                {
                    continue;
                }

                for (k=R[j];k!=j;k=R[k])
                {
                    if (nCol[k]==-1)
                    {
                        continue;
                    }
                    hash[nCol[k]]=true;
                }
            }
        }
    }
    return ret;
}

inline bool dfs(int k)
{
    if (k+price()>MAXSTEP)
    {
        return false;
    }

    if (R[head]==head)
    {
        //alen=k;
        return true;
    }

    int i,j;

    int s=INT_MAX;
    int c;

    for (i=L[head];i!=head;i=L[i])
    {
        if(nCol[D[i]]==-1) {c=i;continue;}
        if (CS[nCol[D[i]]]<s)
        {
            s=CS[nCol[D[i]]];
            c=i;
        }
    }

    for (i=D[c];i!=c;i=D[i])
    {
        //ans[k]=nRow[i];
        RemoveCol(i);

        for (j=R[i];j!=i;j=R[j])
        {
            if (nCol[j]==-1)
            {
                continue;
            }
            RemoveCol(j);
        }
        
        if(dfs(k+1))
        {
            return true;
        }

        for (j=L[i];j!=i;j=L[j])
        {
            if (nCol[j]==-1)
            {
                continue;
            }
            ResumeCol(j);
        }

        ResumeCol(i);    
    }

    return false;
}