题意:

给定一个火柴棒拼成的方格阵,然后去掉一些火柴棒,问至少再去掉几根火柴棒能够让图中一个正方形都没有。

思路:

1. 由于题目中给定了 n 的范围,2 * n * (n + 1) <= 60 -> 所以能够保证所有的火柴用 __int64 的位运算表示;

2. 问题的关键在于如何生成火柴构成的方阵,以及生成方阵之后如何去搜索;

3. 启发式函数 h 的计算需要考量:如果删除了某个方阵的一个边,则能够保证 h(s1) <= h(s2) + C(s1, s2),其中 C(s1, s2) = 1,h(s1) - h(s2) <= 1,可以用反证法证明;

4. 各种位运算的范围要明确,如 1<<i 前面要加上 __int64 修饰方能得到正确的结果,这和 C 语言默认长度是 32 有关;

紫书分析:迭代加深搜索为主算法框架,搜索对象有两种,

1.每次考虑一个没有被破坏的正方形,在边界上找一根火柴拿掉,搜索对象是正方形,应先考虑小正方形,在考大打正方形,因为小正方形被破坏之后,大正方形就被破坏了,但是反过来却不一定,还可以加入最优性减枝,即把每个正方形看成一个顶点,有公共火柴的正方形连城一条边,则每个连通分量至少拿走一根火柴。

2.每次找一个至少能破坏一个正方形的火柴,然后拿掉。搜索对象是火柴,应该搜索尽量能破坏最多正方形的火柴,这需要计算出考虑每根火柴可以破坏掉多少个正方形,从小到大排序d[1],...当d[1]为1时即可停止搜索,因为此时可以直接计算出还需要的火柴个数,这个d数组也可以用于最优性减枝,找到最小的i,使得d[1]+d[2]=...+d[i]<=k(其中k为还省得正方形个数),至少还要i跟火柴。

还能用DLX算法解决。


#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstring>
#include<cstdio>
using namespace std;
const int INFS = 0x7fffffff;
int N,C,E,bound;
__int64 square[100], base[6][6];
bool succ;

inline int __int64 getflag(int i){
return ((__int64)1<<(i-1));
}
inline int geth(int i,int j){
return (2*N+1)*(i-1)+j;
}
inline int getv(int i,int j){
return (2*N+1)*(i-1)+j+N;
}
void build()
{
C=0;
memset(base,0,sizeof(base));
for(int i=1;i<=N;i++){
for(int j=1;j<=N;j++){
base[i][j] |= getflag(geth(i,j)) | getflag(geth(i+1,j));
base[i][j] |= getflag(getv(i,j)) | getflag(getv(i,j+1));
square[C++] = base[i][j];
}
}
for(int size=2;size<=N;size++){
for(int i=1;i+size-1 <= N;i++){
for(int j=1;j+size-1<=N;j++){
square[C]=0;
for(int a=0;a<size;a++){
for(int b=0;b<size;b++)
square[C] ^= base[i+a][j+b];
}
C += 1;
}
}
}
}

int dfs(__int64 state,int depth){
int h=0;
__int64 u =0, s = state;
for(int i=0;i<C;i++){
if((s & square[i])==square[i]){
h += 1;
s ^= square[i];
if(u==0)
u=square[i];
}
}
if(h==0){
succ=true;
return depth;
}
if(depth+h>bound){
return depth+h;
}
int newbound = INFS;
for(int i=1;i<=E;i++){
if(u & getflag(i)){
int b=dfs(state ^ getflag(i),depth+1);
if(succ)
return b;
newbound = min(b,newbound);
}
}
return newbound;
}
int main()
{
int cases;
scanf("%d",&cases);
while(cases--){
scanf("%d",&N);
build();

E = 2*N*(N+1);
int k;
__int64 state = ((__int64)1<<E) -1;

scanf("%d",&k);
for(int i=0;i<k;i++){
int x;
scanf("%d",&x);
state ^= getflag(x);
}

succ=false;
bound = 0;
while(!succ){
bound = dfs(state, 0);
}

printf("%d\n", bound);
}
return 0;
}