[NOIp2004]虫食算

[NOIp2004]虫食算


1.题目

题目描述

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中的前 \(N\) 个大写字母来表示这个算式中的 0 到 \(N−1\)\(N\) 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。

输入输出格式

输入格式:包含四行。

第一行有一个正整数 \(N(N \leqslant 26)\) 。后面的三行,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。

输出格式:一行,即唯一的那组解。

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。

输入输出样例

输入样例#1:

5
ABCED
BDACE
EBBAA

输出样例#1:

1 0 3 4 2

说明

对于30%的数据,保证有 \(N \leqslant 10\)

对于50%的数据,保证有 \(N \leqslant 15\)

对于全部的数据,保证有 \(N \leqslant 26\)

NOIp2004提高组第4题

2.题解

从右上角开始算起,枚举每个字母代表的数字,dfs即可。

当然,剪枝与优化是一定要有的。

  1. 当前点可以计算在当前点之前的竖式是否满足要求。
  2. 当计算第三行时,可以计算当前一行的进位是否满足要求。

计算二时要注意,最好将进位随dfs函数一并传递,否则每次检查时依次计算将使你超时。

#include <algorithm>
#include <cstdio>
const int N = 40;
const int INF = 0x7fffffff;
int n;
int ch_is[N], a[3][N]; //ch_is记录字母代表的数字
char b[3][N];
bool used[N]; //记录数字是否被使用
inline bool check() {
    int tmp(0), A(0), B(0), C(0);
    if(ch_is[a[0][0]] < n && ch_is[a[1][0]] < n 
    && (ch_is[a[0][0]] + ch_is[a[1][0]]) >= n) return false;
    for (int i = n - 1; i >= 0; --i) {
        A = ch_is[a[0][i]], B = ch_is[a[1][i]], C = ch_is[a[2][i]];
        if(A < n && B < n && C < n) {
            tmp = A + B;
            if((tmp % n) != C && ((tmp + 1) % n) != C) return false;
        }
    }
    return true;
}
inline bool is_reach() {    //检查是否满足要求
    int carry(0), tmp(0);
    for (int i = n - 1; i >= 0; --i) {
        tmp = ch_is[a[0][i]] + ch_is[a[1][i]] + carry;
        carry = tmp / n, tmp %= n;
        if(tmp != ch_is[a[2][i]]) return false;
    }
    return true;
}
inline void dfs(int x, int y, int carry) {
    if(!check()) return ;
    if(x == 0 && y == 2) {
        if(is_reach()) {
            for (int i = 0; i < n; ++i)
                printf("%d ", ch_is[i]);
            printf("\n");
            std::exit(0);
        }
        else return ;
    }
    int tx(x), ty(y);
    (ty == 2) ? (tx -= 1, ty = 0) : (ty++);
    int tch = a[ty][tx];
    if(ch_is[tch] < n) {
        if(ty != 2) dfs(tx, ty, carry);
        else {
            int tmp = ch_is[a[0][tx]] + ch_is[a[1][tx]] + carry;    //计算进位
            if(tmp % n != ch_is[tch]) return ;
            dfs(tx, ty, tmp / n);
        }
    }
    else {
        int cry(0);
        for (int i = n - 1; i >= 0; --i)
            if(!used[i]) {
                cry = carry;
                if(ty == 2) {
                    int tmp = ch_is[a[0][tx]] + ch_is[a[1][tx]] + carry;
                    if(tmp % n != i) continue ;
                    cry = tmp / n;
                }
                ch_is[a[ty][tx]] = i; used[i] = true;
                dfs(tx, ty, cry);
                ch_is[a[ty][tx]] = INF; used[i] = false;
            }
    }
}
inline void Init() {
    for (int i = 0; i < n; ++i)
        ch_is[i] = INF;
    for (int i = 0; i < 3; ++i)
        for (int j = 0; j < n; ++j)
            a[i][j] = b[i][j] - 'A';    //将字母转化为数字,便于运算
    return ;
}
int main() {
    scanf("%d", &n);
    for (int i = 0; i < 3; ++i)
        scanf("%s", b[i]);
    Init();
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        int ch = a[0][n - 1];
        used[i] = true; ch_is[ch] = i;
        dfs(n - 1, 0, 0);
        used[i] = false; ch_is[ch] = INF;
    }
    return 0;
}

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