數位DP入門 —— hdu2089 不要62
數位DP是一種用來計數的DP, 如果給你一道題, 讓你去統計區間[l, r]之間滿足某種條件的數字個數, 在沒接觸數位之前很容易想到的就是暴力判斷。但當資料範圍較大時這種方法就不可行了, 這時候我們就可能要用的差分的思想確定一個遞推關係, 來更方便更高效的求解, 這就是數位DP。這種理論的東西可能寫出來幫助不大, 數位DP的思想是通過自己對問題的思考逐漸建立的, 下面是我選的一個例題來幫助初步理解數位DP。
HDU 2089 —— 不要62
Problem Description
杭州人稱那些傻乎乎粘嗒嗒的人為62(音:laoer)。
杭州交通管理局經常會擴充一些的士車牌照,新近出來一個好訊息,以後上牌照,不再含有不吉利的數字了,這樣一來,就可以消除個別的士司機和乘客的心理障礙,更安全地服務大眾。
不吉利的數字為所有含有4或62的號碼。例如:
62315 73418 88914
都屬於不吉利號碼。但是,61152雖然含有6和2,但不是62連號,所以不屬於不吉利數字之列。
你的任務是,對於每次給出的一個牌照區間號,推斷出交管局今次又要實際上給多少輛新的士車上牌照了。
Input
輸入的都是整數對n、m(0<n≤m<1000000),如果遇到都是0的整數對,則輸入結束。
Output
對於每個整數對,輸出一個不含有不吉利數字的統計個數,該數值佔一行位置。
Sample Input
1 100 0 0
Sample Output
80
直接統計對於暴力列舉很好求,但是對於數位dp並不容易,所以我們還需要用到差分的思想,即統計0到b+1(注意不是b,至於為什麼後面會講)和0到a的滿足條件的個數,再兩者相減
進一步化簡,求0到i位數不含4和62的個數
i=1,求0~9的滿足條件的個數
i=2,求0~99的滿足條件的個數
i=3,求0~999的滿足條件的個數
i=4,求0~9999的滿足條件的個數
...
用dp[i][0]表示i位數中幸運數的個數
用dp[i][1]表示i位數中以2開頭的幸運數的個數
用dp[i][2]表示i位數中非幸運數的個數
那麼,就有以下的遞推公式
dp[i][0]=dp[i-1][0]*9-dp[i-1][1]//表示前i-1位數字中的幸運數前面加上除4以外的0~9的其他數字,共9個,還要減去前i-1位數字中的以2開頭的幸運數加上這一位以6開頭的數字的個數
dp[i][1]=dp[i-1][0]//表示前i-1位數字中的幸運數加上這一位的2
dp[i][2]=dp[i-1][2]*10+dp[i-1][1]+dp[i-1][0]//表示前面已經不合法的數字這一位無論放什麼都不合法,所以0~9隨便放,加上前i-1位數字中的以2開頭的幸運數加上這一位的6,再加上前i-1位數字中的幸運數加上這一位的4的個數
初始值 dp[0][0]=1,其他均為0
根據初始值和遞推公式,我們就能得到從0到任意i位數字的吉利數字的個數。
找到0 ~ n 的吉利數字的個數
我們先求出0 ~ n 之間非吉利數字的個數,用總數減去即可。那,非吉利數字的個數怎麼求呢?
用具體的數字舉例來說吧:設 n = 583626
用digit[10]記錄n+1每一位對應的數字,此例中有6位數字(令cnt = 6 表示數字位數),分別是
digit[6] = 5
digit[5] = 8
digit[4] = 3
digit[3] = 6
digit[2] = 2
digit[1] = 7
digit[0] = 任意數字,佔位用的
用sum記錄非吉利數字的個數,初始化為0
需要一個bool量 flag,記錄是否出現了非吉利數字。初始化為false, 未出現。
我們從數字的最高位起進行判斷:digit[6] = 5, 我們求 0 ~ 499999 之間非吉利數的個數。
首先:加上0 ~ 99999中所有非吉利數字前面新增0~4的任意一個數字的情況 sum += dp[5][2] * digit[6]
其次:5大於4,故我們要加上 0~99999中所有吉利數字前面新增4的情況 sum += dp[5][0]
接著,判斷第5位digit[5] = 8,即判斷500000 ~ 579999 之間的非吉利數字的個數,其實就是判斷0 ~ 79999之間的,前面的數字不是6就沒有什麼用
首先:加上0 ~ 9999中所有非吉利數字前面新增0~7的任意一個數字的情況 sum += dp[4][2] * digit[5]
其次:8大於4,故我們要加上 0~9999中所有吉利數字前面新增4的情況 sum += dp[4][0]
此外:8大於6,故我們要加上0~9999中所有以2開頭的吉利數字前新增6的情況 sum += dp[4][1]
接著,判斷第4位digit[4] = 3,即判斷580000 ~ 582999 之間的非吉利數字的個數,其實就是判斷0 ~ 2999之間的
首先:加上0 ~ 999中所有非吉利數字前面新增0~2的任意一個數字的情況 sum += dp[3][2] * digit[4]
其次:2小於4,沒有需要特別考慮的
此外:2小於6,沒有需要特別考慮的
接著,判斷第3位digit[3] = 6,即判斷583000 ~ 583599 之間的非吉利數字的個數,其實就是判斷0 ~ 599之間的
首先:加上0 ~ 99中所有非吉利數字前面新增0~5的任意一個數字的情況 sum += dp[2][2] * digit[3]
其次:6大於4,故我們要加上 0~99中所有吉利數字前面新增4的情況 sum += dp[2][0]
接著,判斷第2位digit[2] = 2,即判斷583600 ~ 583619 之間的非吉利數字的個數,其實就是判斷0 ~ 19之間的,
首先:加上0 ~ 9中所有非吉利數字前面新增0~1的任意一個數字的情況 sum += dp[1][2] * digit[2]
其次:2小於4,沒有需要特別考慮的
此外:2小於6,沒有需要特別考慮的
但是,需要注意的是,這裡判斷的數字出現了62,我們要把flag標識為true。
最後,判斷第1位digit[1] = 7, 判斷583620 ~ 583626但是這裡flag為true了,表示前面的數字裡面已經包含了非吉利數字,所以後面需要把所有的數字情況都加入到非吉利裡面。(正是因為每次判斷的數字末尾都比該位的數字少1,所以最開始要記錄n + 1 的值)
sum += digit[1] * dp[0][2] + digit[1] * dp[0][0]
1 #include<bits/stdc++.h>
2 #define in(i) (i=read())
3 using namespace std;
4 int read() {
5 int ans=0,f=1; char i=getchar();
6 while(i<'0'||i>'9') {if(i=='-') f=-1; i=getchar();}
7 while(i>='0'&&i<='9') {ans=(ans<<3)+(ans<<1)+i-'0'; i=getchar();}
8 return ans*f;
9 }
10 int dp[10][3],digit[15];
11 void init() {
12 memset(dp,0,sizeof(dp));
13 dp[0][0]=1;
14 for(int i=1;i<=8;i++) {
15 dp[i][0]=dp[i-1][0]*9-dp[i-1][1];
16 dp[i][1]=dp[i-1][0];
17 dp[i][2]=dp[i-1][2]*10+dp[i-1][1]+dp[i-1][0];
18 }
19 }
20 int solve(int x)
21 {
22 memset(digit,0,sizeof(digit));
23 int cnt=0,tmp=x;
24 while(tmp) {
25 digit[++cnt]=tmp%10;
26 tmp/=10;
27 }
28 digit[cnt+1]=0; int flag=0,ans=0;
29 for(int i=cnt;i>=1;i--) {
30 ans+=digit[i]*dp[i-1][2];
31 if(flag) ans+=digit[i]*dp[i-1][0];
32 else {
33 if(digit[i]>4) ans+=dp[i-1][0];
34 if(digit[i]>6) ans+=dp[i-1][1];
35 if(digit[i+1]==6 && digit[i]>2) ans+=dp[i][1];
36 }
37 if(digit[i]==4 || (digit[i+1]==6 && digit[i]==2)) flag=1;
38 }
39 return x-ans;
40 }
41 int main()
42 {
43 int a,b;
44 init();
45 while(1) {
46 in(a);in(b);
47 if(!a && !b) break;
48 cout<<solve(b+1)-solve(a)<<endl;
49 }
50 return 0;
51 }
最後說那個b+1的情況,我們看到程式碼中有判斷digit[i]>4和digit[i]>6等類似的語句,我們處理第i位時,實際上是處理0~digit[i]-1,即[ 0,digit[i] ),而把digit[i]放到下一次去判斷,但我們處理個位時,最後一個是不會去統計的,所以我們把統計的範圍+1,即為[ 0,digit[i]+1 )-->[ 0,digit[i] ],所以就有了solve(b+1)-solve(a)這樣的語句
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