acwing 291.蒙德里安的梦想

解法: 核心:先放横着的,再放竖着的。

总方案数,等于只放横着的小方块的合法方案数。 如何判断当前方案是否合法?所有剩余位置,能否填充满竖着的小方块。 即按列来看,每一列内部所有连续的空着的小方块,是偶数个。

动态规划思路: 状态表示:f[i,j]表示已经将前i-1列摆好,且从第i-1列,伸出到第i列的状态是j的所有方案。
状态计算:f[i,j] = ∑f[i-1,k],f[i-1,k]指的是可以到达f[i,j]的合法f[i-1]的状态。
结果状态:f[m,0],即前m列已经被铺满,m+1列一个格子都没有被占,即m列中没有伸到m+1列的小方块的状态。

状态转移图解:


有了思路,就可以开始解题了。

先求得一个状态是否是合法状态。

// i是状态压缩以后的十进制数
// n是状态位最大值
// 这个方法是求00000到11111这些状态是否合法(状态的长度是n)
bool isValid(int i, int n) {
	int cnt = 0;
	for (int j = 0; j < n; j++) {
		// 遍历状态i的每一个位数,以确定这个状态是不是合法的,检查方法就是数里面连续0的个数是不是偶数
		if ((i >> j) & 1) { // i的第j位是不是1
			// 如果是1,则查看之前已经有多少个0了,0的个数是不是偶数
			// 如果是偶数,则无妨,如果是奇数,则说明该状态位为非法
			if (cnt & 1) { // 使用位运算判断奇偶
				return false;
			}
		}
	}
	return true;
}

根据上面的分析可以得到,一个合法的状态j,可以由很多个其他的合法状态转移而来,现在把每个合法的状态j的前一个合法状态集合求出来。

        // 所有合法状态的前一个合法状态集合(可以到达i,j状态的状态)
        for(int j = 0; j < 1 << n; j++ ){
            state[j].clear();  // 暂时不用管这个是什么
            for(int k = 0; k < 1 << n; k++){
                if((j & k) == 0 && st[j | k] ){ 
                    // st中存储了所有状态是否合法(上面方法算出来的存到这里面)
                    state[j].push_back(k);
                }
            }
        }

dp就比较简单了:

f(i,j) = \sum f(i-1,k)

这样一来,全部的代码如下:

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<vector>

using namespace std;
typedef long long LL;

const int N = 12;
const int M = 1 << N;

int st[M]; // 1合法,0不合法
vector<int> state[M]; // [j]表示,可以转移到状态j的合法状态集合
int n,m;
LL f[N][M];
int main(){
    while(cin >> n >> m, n || m){
        // 求的所有合法的st[i]
        for(int i = 0; i < 1 << n; i ++){
            int cnt = 0;
            bool is_valid = true;
            for(int j = 0; j < n; j++){
                if ((i >> j) & 1){
                    if(cnt & 1) {
                        st[i] = 0;
                        is_valid = false;
                        break;
                    }
                    cnt = 0;
                }else{
                    cnt++;
                }
            }
            if(cnt & 1) is_valid = false;
            st[i] = is_valid;
        }

        // 所有合法状态的前一个合法状态集合(可以到达i,j状态的状态)
        for(int j = 0; j < 1 << n; j++ ){
            state[j].clear();
            for(int k = 0; k < 1 << n; k++){
                if((j & k) == 0 && st[j | k] ){
                    state[j].push_back(k);
                }
            }
        }


        // 动态规划
        memset(f,0,sizeof(f));
        f[0][0] = 1;
        for(int i = 1; i <= m; i++){
            for(int j = 0; j < 1 << n; j++){
                for(auto k : state[j]){
                    f[i][j] += f[i-1][k];
                }
            }
        }
        cout << f[m][0] << endl;


    }

    return 0;
}

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