2018蓝桥杯B组国赛第五题 搭积木(dp+二维前缀和)

搭积木

小明对搭积木非常感兴趣。他的积木都是同样大小的正立方体。
在搭积木时,小明选取 m 块积木作为地基,将他们在桌子上一字排开,中间不留空隙,并称其为第0层。
随后,小明可以在上面摆放第1层,第2层,……,最多摆放至第n层。摆放积木必须遵循三条规则:

规则1:每块积木必须紧挨着放置在某一块积木的正上方,与其下一层的积木对齐;
规则2:同一层中的积木必须连续摆放,中间不能留有空隙;
规则3:小明不喜欢的位置不能放置积木。

其中,小明不喜欢的位置都被标在了图纸上。图纸共有n行,从下至上的每一行分别对应积木的第1层至第n层。每一行都有m个字符,字符可能是‘.’或‘X’,其中‘X’表示这个位置是小明不喜欢的。
现在,小明想要知道,共有多少种放置积木的方案。他找到了参加蓝桥杯的你来帮他计算这个答案。
由于这个答案可能很大,你只需要回答这个答案对1000000007(十亿零七)取模后的结果。
注意:地基上什么都不放,也算作是方案之一种。

【输入格式】
输入数据的第一行有两个正整数n和m,表示图纸的大小。
随后n行,每行有m个字符,用来描述图纸 。每个字符只可能是‘.’或‘X’。

【输出格式】
输出一个整数,表示答案对1000000007取模后的结果。

【样例输入1】
2 3
…X
.X.
【样例输出1】
4
【样例说明1】
成功的摆放有(其中O表示放置积木):
(1)
…X
.X.
(2)
…X
OX.
(3)
O.X
OX.
(4)
…X
.XO
【样例输入2】
3 3
…X
.X.

【样例输出2】
16
【数据规模约定】
对于10%的数据,n=1,m<=30;
对于40%的数据,n<=10,m<=30;
对于100%的数据,n<=100,m<=100。
资源约定:
峰值内存消耗(含虚拟机) < 256M
CPU消耗 < 1000ms

思路:
首先此题解决方案用到状态转移,且子问题独立,很显然是dp,但如果只是单纯的暴力dp的话会超时,那么就用到了二维前缀和优化。

f[i][j][k] 代表的含义是 第i层从j到k区间有多少种可行状态。

前缀和优化:
贴一张dxl的图
在这里插入图片描述
如图:把1->j 和 k->n 区间前缀和先预处理出来,然后查询此操作为O(1)—>总复杂度O(nmm1)–1e6,而未优化直接双for循环此操作则为O(m2)–>总复杂度O(nmmm*m)–1e10.

Code:

#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<vector>
#include<queue>
#include<algorithm>
#define ll long long
using namespace std;
const int maxn = 105;
const int mod=1e9+7;
int n,m,k,top;

int c[maxn][maxn]; //每层地图的前缀和,如果第j位为‘X’的话,改点值为1.
ll f[maxn][maxn][maxn]int s[maxn][maxn]; //二维前缀和

void get_presum(int i){ //预处理
	for(int j=1;j<=m;j++){
		for(int k=1;k<=m;k++){
			s[j][k]=(s[j-1][k]+s[j][k-1]-s[j-1][k-1]+f[i][j][k])%mod; //前缀和
		}
	} 
}

ll get_sum(int x1,int y1,int x2,int y2){
	return (s[x2][y2]-s[x1-1][y2]-s[x2][y1-1]+s[x1-1][y1-1])%mod;
}
int main()
{
	ios::sync_with_stdio(0);
	cin.tie(0);cout.tie(0);
    cin>>n>>m;
    
    char str[maxn];
    
    for(int i=n;i>=1;i--){
    	cin>>str+1;
    	for(int j=1;j<=m;j++){
    		c[i][j]=c[i][j-1]+(str[j]=='X');
		}
	}

	
	f[0][1][m]=1; //第一层什么都不放为1,而更上面的层数什么都不放为0,因为此状态已被下一层的状态囊括了。
	get_presum(0); 
	
	ll ans=1;  
	for(int i=1;i<=n;i++){
		for(int j=1;j<=m;j++){
			for(int k=j;k<=m;k++){
				if(c[i][k]-c[i][j-1]==0){    //k到j区间里没有‘X’
					ll &x=f[i][j][k];       //调用,为了简化代码,可跳过此步骤
					x=(x+get_sum(1,k,j,m))%mod;
					ans=(ans+x)%mod;
				}	
			}
		}
		get_presum(i); //求出第i层的前缀和,第i+1层的时候使用
	}
	
	cout<<(ans+mod)%mod<<endl; //计算中有相减,可能为负数,+mod%mod稳一手
    return 0;
}

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