poj 1608 dp(Banal Ticket)
題意:給定一個長度為2n的串,每個字元或者是數字,或者是?。?的位置也應該是一個字元表示相應的數字,但是看不清了。問把?還原成數字,使得前n個數字的乘積等於後n個數字的乘積的還原方法有多少種,不等於的又有多少種?
輸入:
2
2??3
輸出:
4
96
樣例解釋:兩個問號填數字能符合的四種是:2003、2323、2643、2963。
思路:做過的最難的一道dp,同學講給我的思路。
1.首先處理乘積為0的情況。這個相對比較簡單,只需用分“有已知的0”和“沒有已知的0”兩種情況討論,
用組合數學的知識就可以很快計算出來,略過。
2.接下來考慮乘積不為0的情況。(注意此情況下一定不會有已知的0。)
考慮到最終乘積的質因數只有2,3,5,7四種,因此,
用F[i][a][b][c][d]表示:用i個"?"組成2^a*3^b*5^c*7^d的方案數。
在轉移方程中從1到9列舉最後一個"?"的取值x,假設x=2^(a_x)*3^(b_x)*5^(c_x)*7^(d_x),有
F[i][a][b][c][d]=sum{F[i-1][a-a_x][b-a_x][c-c_x][d-d_x]}
初值F[0][0][0][0][0]=1,其他都是0。
假設:
前半部分有ml個問號,且所有已知數字的乘積是al,bl,cl,dl;
後半部分有mr個問號,且所有已知數字的乘積是ar,br,cr,dr;
則最終答案為sum{F[ml][a-al][b-bl][c-cl][d-dl]*F[mr][a-ar][b-br][c-cr][d-dr]}+(乘積為0的方案),其中a,b,c,d遍歷了所有可能的取值。
時間複雜度:
乘積為0的部分可在O(n)內解決
動態規劃部分由於a<=3n,b<=2n,c<=n,d<=n,所以可在O(n^5)內解決
實現難點:
1. 最終答案需要高精度,不過F用long long就可以了。
2. F的空間複雜度較高,可以使用滾動陣列或者類似揹包問題的那種辦法減少空間開銷。
寫的時候WA和TLE了幾次,對著官網的測試資料debug了45個小時才過,夠酸爽~~
#include <cstdio> #include <cstring> #include <algorithm> using namespace std; #define N 18 #define A N*3+2 #define B N*2+2 #define C N+2 #define D N+2 char str[(N<<1)+5]; int id,n,nl,nr; long long ml,mr; int res[(N<<1)+10],len; long long dp[2][A][B][C][D],dpt[A][B][C][D]; int fac[13][4] = {//fac[1...9]表示前9個數字,fac[11]和fac[12]表示左邊(右邊)已經填好數字的積 {0,0,0,0}, {0,0,0,0}, {1,0,0,0}, {0,1,0,0}, {2,0,0,0}, {0,0,1,0}, {1,1,0,0}, {0,0,0,1}, {3,0,0,0}, {0,2,0,0}}; int base[4] = {2,3,5,7}; void jinwei(){//處理進位 int i,j; for(i = 0;i<=nl+nr;i++){ j = res[i]/10; res[i] %= 10; res[i+1] += j; } len = nl+nr; while(len >0 && !res[len]) len--; } void add(long long a,long long b){//將a*b累加到輸出陣列,因為a*b可能溢位long long int i,j; if(!a || !b) return; for(i = 0;a;i++){ long long num = a%10; long long x = b*num; for(j = i;x;j++){ res[j] += x%10; x /= 10; } a /= 10; } } long long pow(int x,int y){//實現冪函式,直接用math庫的math會丟失精度 long long sum = 1; while(y--) sum *= x; return sum; } int zero_case(){ int i,j; long long t; if(!ml && !mr){ //如果兩邊都出現了0,最簡單的情形 res[len = nl+nr] = 1; return 1; } else if(ml && mr){ //如果兩邊都沒出現 add(pow(10, nl)-pow(9, nl),pow(10, nr)-pow(9, nr));//這是兩邊乘積為0的數量 return 3; } else{ //只有一邊出現0 if(!ml){ t = pow(10, nr) - pow(9, nr); i = nl; }else{ t = pow(10, nl) - pow(9, nl); i = nr; } for(j = i;t;j++){ res[j] = t%10; t /= 10; } len = j-1; return 2; } return 0; } void change(){ //算出左邊(右邊)已有的積的冪表示 int i; for(i = 0;i<4;i++){ while(ml && ml%base[i] == 0){ fac[11][i]++; ml /= base[i]; } while(mr && mr%base[i] == 0){ fac[12][i]++; mr /= base[i]; } } } int check(int a,int b,int c,int d,int i){ return (a-fac[i][0]>=0)&&(b-fac[i][1]>=0)&&(c-fac[i][2]>=0)&&(d-fac[i][3]>=0); } int solve(int n){ int i,j,p,q=0,a,b,c,d,need; memset(dp, 0, sizeof(dp)); dp[0][0][0][0][0] = 1; memcpy(dpt, dp[0], sizeof(dp[0])); for(i = 1;i<=n;i++){ q = i&1; //滾動陣列 p = !q; for(d = 0;d<=i;d++) for(c = 0;c <= i-d;c++) for(b = 0;(need=(b+1)/2+d+c)<=i;b++)//注意判斷條件,算作剪枝,不寫則TLE for(a = 0;(((b&1)?(a-1):a)+2)/3<=i-need;a++) for(j = 1;j<=9;j++) if(check(a,b,c,d,j)) dp[q][a][b][c][d] += dp[p][a-fac[j][0]][b-fac[j][1]][c-fac[j][2]][d-fac[j][3]]; if(i == min(nl,nr)) //記錄一下 memcpy(dpt, dp[q], sizeof(dp[q])); memset(dp[p], 0, sizeof(dp[p]));//注意memset的寫法 } return q; } void updateres(int id){ int a,b,c,d,need; for(d = 0;d<=n;d++) for(c = 0;c <= n-d;c++) for(b = 0;(need=(b+1)/2+d+c)<=n;b++) for(a = 0;(((b&1)?(a-1):a)+2)/3<=n-need;a++) if(check(a, b, c, d, 11) && check(a, b, c, d, 12)){ if(nl <= nr) add(dpt[a-fac[11][0]][b-fac[11][1]][c-fac[11][2]][d-fac[11][3]],dp[id][a-fac[12][0]][b-fac[12][1]][c-fac[12][2]][d-fac[12][3]]); else add(dp[id][a-fac[11][0]][b-fac[11][1]][c-fac[11][2]][d-fac[11][3]],dpt[a-fac[12][0]][b-fac[12][1]][c-fac[12][2]][d-fac[12][3]]); } jinwei(); } int main(){ int i,j; nl = nr = len = 0; ml = mr = 1; memset(res, 0, sizeof(res)); scanf("%d",&n); scanf("%s",str); for(i = 0;i<n;i++) if(str[i] == '?') nl++; else ml *= str[i]-'0'; for(i = n;i<n*2;i++) if(str[i] == '?') nr++; else mr *= str[i]-'0'; if(nl+nr == 0){ //沒有問號的情況 if(ml == mr) printf("1\n0"); else printf("0\n1"); return 0; } j = zero_case(); if(j == 1){ //兩邊都出現了數字0 for(i = len;i>=0;i--) printf("%d",res[i]); printf("\n0"); return 0; } else if(j == 3){ //兩邊都沒出現數字0 change(); id = solve(max(nl,nr)); updateres(id); } for(i = len;i>=0;i--) printf("%d",res[i]); putchar('\n'); for(i = nl+nr-1;i>=0;i--) //有所有的情況減去符合的情況就是不符合的情況 res[i] = 9-res[i]; res[nl+nr] = 0; add(1,1); jinwei(); for(i = len;i>=0;i--) printf("%d",res[i]); return 0; }