某岛

… : "…アッカリ~ン . .. . " .. .
February 21, 2013

培养皿问题

这个模型最早见到是在 SRM 493 … 参见 hhanger 的题解。。。 ..

Brief description:

给一个 n*m 矩形,其中有些格子可以选,有些不能选。现在要求在可选的格子中选一些组成一个凸物,凸物要求所选的所有格子是相互联通的,并且如果同一行/列选取了两个格子的话,和它们在同一行/列,并且在它们之间的所有格子都需要被选。问一共有多少种不同的选法。(n, m <= 100)

Analysis:

我们需要好好研究下这个所谓凸物的性质。首先,它是个联通体,然后,由于凸性,其每一行/每一列一定是连续的一段。想想一下这个图形,它的每一行我们都可以用一个三元组来表示(r, a, b),表示第r行选取的是从第a列到第b列的所有元素。我们选取的一定是连续的一些行,我们考察这些行各自的a和b所组成的A和B序列的性质。

A数列是每一行最左边元素的列坐标组成的数组,B则是最右边元素的列坐标数组。为了保证每一列也是连续的一段,A数组必须是一个先非递增,再非递减的数组,而B数组也类似。根据这一点,一个唯一的凸物对应一对唯一的A和B数组。因此我们就可以来考虑dp解法来选取A和B数组了。dp[i][j][k][b1][b2]表示最后一行为第i行的,第i行选取第j到第k列的方法数(b1和b2用来表示A序列和B数列分别是否已经在非递减/非递增状态)。对于第i行,一种情况是整个凸物只有第i行的元素,这个是很naive的情况;另外一种是除了第i行,还有前i-1行的一些元素,这样我们就可以利用到dp[i-1][?][?][?][?]的值了。具体状态转移要根据后两维的不同来分别处理。实际上,在求dp[i]时,我们需要求的都是某一段dp[i-1][j1 to j2][k1 to k2][?][?]所有元素的和,这是一个很经典的二维数组求子矩阵和问题,可以O(n^2)处理,之后O(1)计算。状态转移的时候还需要特别注意到,相等序列即符合非递增又符合非递减,所以A和B数组出现转折点的情况一定是出现了一个严格递增/严格递减的状态,这样可以保证每个状态被唯一表示,避免了重复计算。

dp[0/1][0/1][l][r]: 表示左右的增减状态为 b1, b2 ,当前区间为 [l, r] 时的状态。。
。。状态的时候先从上一轮预处理二维部分和数组。。之后分四种情况讨论即可。。。
Petr 的代码通过调整转移方向。。可以避免这步操作。。很优越。。)。。

。。实现的时候写了一个 Int 整数类。。自带取模。。
代码尽量保持对称可避免敲错。。。。

//}/* .................................................................................................................................. */

const int N = 109;

struct Int{
    int val;

    operator int() const{return val;}

    Int(int val = 0):val(val){
        val %= MOD; if (val < 0) val += MOD;
    }
    inline Int& operator +=(const Int& rhs){
        INC(val, rhs);
        return *this;
    }
    inline Int operator +(const Int& rhs) const{
        return sum(val, rhs.val);
    }
    inline Int operator -(const Int& rhs) const{
        return dff(val, rhs);
    }
};

Int F[2][2][N][N], S[2][2][N][N]; bool A[N][N];
int n, m;

Int SS(int b1, int b2, int x1, int x2, int y1, int y2){
    return S[b1][b2][x2+1][y2+1] - S[b1][b2][x2+1][y1] - S[b1][b2][x1][y2+1] + S[b1][b2][x1][y1];
}

class AmoebaDivOne {
public:
	int count(vector <string> T) {

	    n = SZ(T), m = SZ(T[0]); REP_2(i, j, n, m){
	        int t = isdigit(T[i][j]) ? T[i][j] - '0' : T[i][j] - 'a' + 10;
            A[2*i][2*j] = t & 1, A[2*i][2*j+1] = t & 2;
            A[2*i+1][2*j] = t & 4, A[2*i+1][2*j+1] = t & 8;
	    }

	    n <<= 1, m <<= 1; RST(F); Int res; REP(i, n){

            RST(S); REP_4(b1, b2, l, r, 2, 2, m, m) S[b1][b2][l+1][r+1] = S[b1][b2][l][r+1] + S[b1][b2][l+1][r] - S[b1][b2][l][r] + F[b1][b2][l][r];

            RST(F); REP(l, m) FOR(r, l, m){

                if (A[i][r]) break;

                F[0][0][l][r] = SS(0, 0, l, r, l, r) + Int(1);
                F[0][1][l][r] = SS(0, 0, l, r, r+1, m-1) + SS(0, 1, l, r, r, m-1);
                F[1][0][l][r] = SS(0, 0, 0, l-1, l, r) + SS(1, 0, 0, l, l, r);
                F[1][1][l][r] = SS(0, 0, 0, l-1, r+1, m-1) + SS(0, 1, 0, l-1, r, m-1) + SS(1, 0, 0, l, r+1, m-1) + SS(1, 1, 0, l, r, m-1);

                REP_2(b1, b2, 2, 2) res += F[b1][b2][l][r];
            }
		}

		return res;
	}
};

补充:

Codeforces Round #167 DIV 1 D. Dima and Figure
数据范围扩大。。但是没有障碍。。
SGU 167. I-country.
最值问题。。需要打印方案。。