输入格式:
从标准输入读入数据。
输入的第一行包含一个正整数 n,表示需要判断的化学方程式的个数。
接下来的 n 行,每行描述了一个需要被配平的化学方程式。包含空格分隔的一个正整数和全部涉及物质的化学式。其中,正整数 m 表示方程式中的物质;随后的 m 个字符串,依次给出方程式中的反应物的化学式和生成物的化学式。
输出格式:
输出到标准输出。
输出包含 n 行,每行包含字母 Y
或 N
,表示按题设方法,所给待配平化学方程式能否配平。
提示:
-
对矩阵进行高斯消元的一种方法是:
- 考察矩阵的第一列上的元素:
- 若全都为零,则对除去该列的子矩阵重复上述判断;
- 若不全为零,则:
- 考察第一行第一列的元素:
- 如果其为 0,则将该行与后面的某一个第一列非 0 的行交换,使第一行第一列的元素非 0;
- 令后续所有行减去第一行的适当倍数,使得后续所有行的第一列元素为 0;
- 考察第一行第一列的元素:
- 对除去第一行第一列的子矩阵重复上述操作,直至不再余下子矩阵。
- 考察矩阵的第一列上的元素:
-
对系数矩阵高斯消元后,不全为 0 的行的数目即为系数矩阵的秩。
-
评测环境仅提供各语言的标准库,特别地,不提供任何线性代数库。
思路:
这是一道比较简单的矩阵运算题,但是矩阵的那些专业术语我也不太记得了,代码里面就直接写运算的步骤了,如果需要的话,可以去回顾一下阶梯型矩阵化简的方法。
代码:
#include <bits/stdc++.h>
#define N 50
using namespace std;
int n,m,cnt,r;//cnt是元素个数,r是矩阵的秩
double a[N][N];//矩阵系数
string s;
map<string,int> mp;//记录元素的编号
void fun(int id){//对物质的每个元素进行统计
string name=""; //元素名
int c=0; //元素右边的系数
for(int i=0;i<s.size();i++){
if(isdigit(s[i])){
int j=i; //获得元素右边的系数
while(j<s.size()&&isdigit(s[j])) c=c*10+s[j++]-'0';
i=j-1;
int k; //元素编号
if(mp.count(name)) k=mp[name]; //前面出现过
else k=mp[name]=++cnt; //没出现过
a[k][id]=c; //每个元素在矩阵中是一行,一共有m列,m是物质(未知量)个数
name="";
c=0;
}
else name+=s[i]; //元素名
}
}
void solve(){
memset(a,0,sizeof a);
cnt=0;
mp.clear();
cin>>m;
for(int i=1;i<=m;i++){
cin>>s;
fun(i);//对每个物质的元素进行统计
}
for(int i=1;i<=cnt+1;i++){ //矩阵行运算,到cnt+1,便于统计边界
int fg=0;
for(int j=i;j<=cnt;j++){ //选择一个第i列不为0的行
if(abs(a[j][i])>1e-6){
fg=j;
break;
}
}
if(!fg){ //如果没有,那就结束了
r=i-1;
break;
}
for(int k=1;k<=m;k++) swap(a[i][k],a[fg][k]);//交换两行
for(int j=i+1;j<=cnt;j++){//后面的行 用矩阵行相加运算把这一列的值变为0
if(a[j][i]>0){
double c=a[j][i]/a[i][i];
for(int k=i;k<=m;k++) a[j][k]-=c*a[i][k];
}
}
}
if(r<m) cout<<"Y"<<endl;
else cout<<"N"<<endl;
}
int main(){
cin>>n;
while(n--){
solve();
}
return 0;
}