「BSOJ2281」 教主的难题 - BFS+MST

题目描述

一个数x可以按以下规则生成数字:
1、将任意两位交换,若交换的数字为a和b,生成的代价为((a and b)+(a xor b))*2。

例如134可以生成431,因为431可以从134的个位(4)与百位(1)交换后得到,代价为((1 and 4)+(1 xor 4))*2=10。

2、将其中一位数删除,但是删除的数要满足大等于它左边的数,且小等于它右边的数,并且定义最高位左边的数为个位,个位右边的数为最高位。若删除的数字为a,它左边的数为b,它右边的数为c,则生成的代价为a+(b and c)+(b xor c)。

例如212,可以删除个位的数得到21,但是因为2>1,所以1是不能被删除的。特别地,若x为两位数,它能删除当且仅当x的两位数相同,若x为一位数,它是不能被删除的。

3、在两位数字之间,也可以是数字的前面或后面加入一位数,同样地,加入的数要满足大等于它左边的数,且小等于它右边的数,并且定义最高位左边的数为个位,个位右边的数为最高位。若加入的数字为a,它左边的数为b,它右边的数为c,则生成的代价为a+(b and c)+(b xor c)。

例如241,它可以在2与4之间加入一个3,生成2341,也可以在数的末尾加入一个1或者2,当然还有其它可以生成的数,但是不能在4和1之间加入数字。

你的任务是,S一开始为n个不同的给定数组成的集合,每次可以从S中取出一个数生成一个满足生成规则的数加入S中,并且取出的数仍然存在于S中。生成的数的位数不能大于S初始集合最大的数的位数。问在S元素最多的情况下,总代价最小是多少。

输入格式

输入的第1行为一个正整数n,为集合S初始元素个数。

第2行包含n个正整数a1,a2, …, an,数之间空格隔开,为S中初始元素。

输出格式

输出包括一个正整数,为最小代价。

样例输入

2
111 22

样例输出

12

样例解释

111删除1得到11,代价为2,11删除1得到1,代价为2,同样22删除和加入一个2得到2,222,代价均为4,总代价2+2+4+4=12。111无法生成1111因为111为一个3位数,而1111为一个4位数。

利用交换/添加规则无法让集合元素更多,所以最小代价为12。

数据规模与约定

对于20%的数据,有 a i < 100
对于40%的数据,有 a i < 1000
对于50%的数据,有 n = 1
对于60%的数据,有 a i < 10000
对于100%的数据,有 a i < 100000 , n 5 ,保证的任何一位不包含0。

分析

这一题可以用BFS+MST解决,用BFS的同时用Prim统计答案。至于变化,写得让人心痛。本人调试了2个小时,最后竟然把 p q 写反了…这件事告诉我们写代码时不要用相近的字母作为变量。

再说一句,本人写的代码用了vector与map,不会的同学可以去网上查阅。

代码

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <queue>
#include <cstring>
#include <cmath>
#include <map>
#include <vector>
#define inf 0x7fffffff/2
#define vti vector<int>
using namespace std;
struct node {
    vector<int> k;
    int cost;
    friend bool operator <(node a,node b) {
        return a.cost>b.cost;
    }
};
int n,lim,cnt,ans;
map<vti,bool> book;
priority_queue<node> q;
void change(vti p) {
    for (int i = 0;i < p.size();i++) {
        for (int j = i+1;j < p.size();j++) {
            swap(p[i],p[j]);
            if (!book[p])
            q.push((node){p,((p[i]&p[j])+(p[i]^p[j]))*2});
            swap(p[i],p[j]);
        }
    }
}
void add(vti p) {
    if (p.size()>=lim) return;
    for (int i = 0;i < p.size();i++) {
        for (int j = 1;j <= 9;j++) {
            vti v=p;
            if (i==0) {
                if (p[p.size()-1]<=j&&j<=p[i]) {
                    int cost=j+(p[p.size()-1]&p[i])+(p[p.size()-1]^p[i]);
                    v.insert(v.begin(),j);
                    if (!book[v])
                    q.push((node){v,cost});
                }
            } else {
                if (p[i-1]<=j&&j<=p[i]) {
                    int cost=j+(p[i-1]&p[i])+(p[i-1]^p[i]);
                    v.insert(v.begin()+i,j);
                    if (!book[v])
                    q.push((node){v,cost});
                }
            }
        }
    }
    for (int j = 1;j <= 9;j++) {
        vti v=p;
        if (p[p.size()-1]<=j&&j<=p[0]) {
            int cost=j+(p[p.size()-1]&p[0])+(p[p.size()-1]^p[0]);
            v.push_back(j);
            if (!book[v])
            q.push((node){v,cost});
        }
    }
}
void delt(vti p) {
    if (p.size()==1) return;
    if (p.size()==2&&p[0]!=p[1]) return;
    if (p.size()==2&&p[0]==p[1]) {
        vti t;
        int cost=2*p[0];
        t.push_back(p[0]);
        if (!book[t])
        q.push((node){t,cost});
        return;
    }
    for (int i = 0;i < p.size();i++) {
        vti v=p;
        if (i==0) {
            if (p[p.size()-1]<=p[0]&&p[0]<=p[1]) {
                int cost=p[0]+(p[p.size()-1]&p[1])+(p[p.size()-1]^p[1]);
                v.erase(v.begin());
                if (!book[v])
                q.push((node){v,cost});
            }
        } else if (i==p.size()-1) {
            if (p[i-1]<=p[i]&&p[i]<=p[0]) {
                int cost=p[i]+(p[i-1]&p[0])+(p[i-1]^p[0]);
                v.erase(v.end()-1);
                if (!book[v])
                q.push((node){v,cost});
            }
        } else {
            if (p[i-1]<=p[i]&&p[i]<=p[i+1]) {
                int cost=p[i]+(p[i-1]&p[i+1])+(p[i-1]^p[i+1]);
                v.erase(v.begin()+i);
                if (!book[v])
                q.push((node){v,cost});
            }
        }
    }
}
void bfs() {
    while (!q.empty()) {
        node h=q.top();
        q.pop();
        if (h.k.size()>lim) continue;
        if (book[h.k]) continue;
        book[h.k]=1;
        ans+=h.cost;
        change(h.k);
        add(h.k);
        delt(h.k);
    }
}
int main() {
    scanf("%d",&n);
    vti t;
    for (int i = 1;i <= n;i++) {
        t.clear();
        char ch=getchar();
        while (ch<'0'||ch>'9') ch=getchar();
        while (ch>='0'&&ch<='9') {
            t.push_back(ch-'0');
            ch=getchar();
        }
        q.push((node){t,0});
        lim=max(lim,(int)t.size());
    }
    bfs();
    printf("%d",ans);
    return 0;
}

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