关键字:剪枝。
Link&Limit
时间限制:2000ms 空间限制:131072kb
Description
所谓虫食算,就是原先的算式中有一部分被虫子啃掉了,需要我们根据剩下的数字来判定被啃掉的字母。
来看一个简单的例子:
43#9865#045
+ 8468#6633
44445509678
其中#号代表被虫子啃掉的数字。根据算式,我们很容易判断:第一行的两个数字分别是5和3,第二行的数字是5。
现在,我们对问题做两个限制:
首先,我们只考虑加法的虫食算。这里的加法是N进制加法,算式中三个数都有N位,允许有前导的0。
其次,虫子把所有的数都啃光了,我们只知道哪些数字是相同的,我们将相同的数字用相同的字母表示,不同的数字用不同的字母表示。如果这个算式是N进制 的,我们就取英文字母表午的前N个大写字母来表示这个算式中的0到N-1这N个不同的数字:但是这N个字母并不一定顺序地代表0到N-1)。输入数据保证 N个字母分别至少出现一次。
BADC
+ CBDA
DCCC
上面的算式是一个4进制的算式。很显然,我们只要让ABCD分别代表0123,便可以让这个式子成立了。你的任务是,对于给定的N进制加法算式,求出N个不同的字母分别代表的数字,使得该加法算式成立。输入数据保证有且仅有一组解。
Input Format
输入包含4行。第一行有一个正整数N(N<=26),后面的3行每行有一个由大写字母组成的字符串,分别代表两个加数以及和。这3个字符串左右两端都没有空格,从高位到低位,并且恰好有N位。
Output Format
输出包含一行。在这一行中,应当包含唯一的那组解。解是这样表示的:输出N个数字,分别表示A,B,C……所代表的数字,相邻的两个数字用一个空格隔开,不能有多余的空格。
Sample Input #1
5
ABCED
BDACE
EBBAA
Sample Output #1
1 0 3 4 2
Hint
对于30%的数据,保证有N<=10;
对于50%的数据,保证有N<=15;
对于全部的数据,保证有N<=26。
显然是一道搜索的问题,容易想到由上向下,由右到左地搜索,枚举每种字母代表哪个数。不过这样理论复杂度为O(n!),自然我们需要剪枝。
较为明显的剪枝是,如果前两式对应位置的数相加(注意要考虑上一位有没有进位)不等于第三式对应位置的数,自然是不合理的解。另外,如果某一个数可能被多个字母代表,也是不合理的。
这样提交就可以通过90分的数据了(枚举代表的数时,从n-1~0枚举会快于0~n-1,当然这是由题目数据决定的)。如果在OI赛场上差不多可以收手了。但是打ACM的同学怎么办呢?
还有一个剪枝可以使用:对于式A+B=C,如果(A+B) mod n != C,并且(A+B+1) mod n != C(因为要考虑上一位有没有进位),这样的解显然是不合理的。所以,我们每决定一个字母所代表的数,就可以检查一下之后的位置是否满足上述剪枝,这样就能非常快地解决问题了(在洛谷评测时,仅用时30ms,就算是10年前的机器也能通过了)。
#include <stdio.h> int n; int ans[30]; char s1[30],s2[30],s3[30]; short vis[30],ok = 0; short check(int dep) { int i; for(i=dep-1;i;i--) { if(ans[s1[i]-'A'+1]<0) continue; if(ans[s2[i]-'A'+1]<0) continue; if(ans[s3[i]-'A'+1]<0) continue; if((ans[s1[i]-'A'+1]+ans[s2[i]-'A'+1])%n != ans[s3[i]-'A'+1] && (ans[s1[i]-'A'+1]+ans[s2[i]-'A'+1]+1)%n != ans[s3[i]-'A'+1]) return 0; } return 1; } void dfs(int dep,int id,int sum) { int i,pos,t; if(!dep) { if(sum) return; ok = 1; return; } if(id == 1) pos = s1[dep]-'A'+1; else if(id == 2) pos = s2[dep]-'A'+1; else pos = s3[dep]-'A'+1; if(id < 3) { if(ans[pos] != -1) { dfs(dep,id+1,sum+ans[pos]); if(ok) return;} else for(i=n-1;i>=0;i--) { if(vis[i]) continue; ans[pos] = i; vis[i] = 1; if(check(dep)) dfs(dep,id+1,sum+i); if(ok) return; ans[pos] = -1; vis[i] = 0; } } else { t = sum%n; if(ans[pos] != -1) { if(t != ans[pos]) return; dfs(dep-1,1,sum/n); if(ok) return; } else { if(vis[t]) return; ans[pos] = t; vis[t] = 1; dfs(dep-1,1,sum/n); if(ok) return; ans[pos] = -1; vis[t] = 0; } } } int main() { int i; scanf("%d%s%s%s",&n,s1+1,s2+1,s3+1); for(i=1;i<=n;i++) ans[i] = -1; dfs(n,1,0); for(i=1;i<=n;i++) printf("%d ",ans[i]); return 0; }
当然,这道题也可以使用高斯消元完成。由于不知道有没有进位,所以对于每个位置都要枚举进位情况。不过既然使用搜索就能解决,何乐而不用搜索呢?