P2447 [SDOI2010]外星千足虫 (高斯消元)

题目

P2447 [SDOI2010]外星千足虫

解析

sol写到自闭,用文字描述描述了半个小时没描述出来,果然还是要好好学语文
用高斯消元求解异或方程组。
因为

  • \(奇数\bigoplus奇数=偶数\)
  • \(偶数\bigoplus偶数=偶数\)
  • \(奇数\bigoplus偶数=奇数\)

\(0\)为偶数,\(1\)为奇数,

  • \((奇数+奇数)\mod 2=0\)
  • \((偶数+偶数)\mod 2=0\)
  • \((奇数+偶数)\mod 2=1\)

若把第一个里面的奇偶数分别换成\(1\)\(0\),则对于\((x_1+x_2)\bmod 2\)的操作,可以看做异或操作(\(x_1\bigoplus x_2\))。

易证,\((x_1+x_2+x_3+···+x_n)\mod 2 = x_1\bigoplus x_2\bigoplus x_3 \bigoplus ···\bigoplus x_n\)

对于主元所在的列,我们只让主元行上的数为\(1\),其余的为\(0\),于是我们让每一行与当前主元行比较,若某一行的这个数为\(1\),就让这一行异或主元行。
因为我们之前处理当前主元行以上的内容时,把除了当时主元行上的所有当时主元所在列上的数都异或成了\(0\),所以我们当前主元行主元之前的数都为0,根据异或的性质,发现当前主元行前面的\(0\)对之前处理的行没有影响,这样更新到最后,我们会得到一个单位矩阵,
其实手动一模拟就出来了。。
\[\begin{bmatrix} 0&1&1&\mid&1\\ 1&0&1&\mid&0\\ 0&0&1&\mid&1 \end{bmatrix} \to\begin{bmatrix} 1&0&1&\mid&0\\ 0&1&1&\mid&1\\ 0&0&1&\mid&1 \end{bmatrix} \to\begin{bmatrix} 1&0&0&\mid&1\\ 0&1&0&\mid&0\\ 0&0&1&\mid&1 \end{bmatrix}\\\]
于是就得到了答案。

代码

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 2010; 
bitset<N> a[N];
char s[N];
int n, m, ans;

template<class T>inline void read(T &x) {
    x = 0;int f = 0;char ch = getchar();
    while(!isdigit(ch)) f |= (ch == '-'),ch = getchar();
    while(isdigit(ch)) x = x * 10 + ch -'0',ch = getchar();
    x = f ? -x : x;
    return ;
}


void Gauss() {
    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        int k = i;
        while (!a[k][i] && k <= m) k++;
        if (k == m + 1) {
            ans = -1;
            return;
        }
        ans = max(ans, k);
        if (k != i) swap(a[k], a[i]);
        for (int j = 1; j <= m; ++j)
            if (j != i && a[j][i]) a[j] ^= a[i];
    }
    return;
}

int main() {
    read(n), read(m);
    for (int i = 1, x; i <= m; ++i) {
        scanf("%s", s);
        for (int j = 0; j < n; ++j) a[i][j + 1] = s[j] - '0';
        read(x);
        a[i][n + 1] = x;
    }
    Gauss();
    if (ans == -1) printf("Cannot Determine\n");
    else {
        printf("%d\n", ans);
        for (int i = 1; i <= n; ++i)    
            printf(a[i][n + 1] == 1 ? "?y7M#\n" : "Earth\n");
    }
    return 0;
}

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