题目描述:
“飞行员兄弟”这个游戏,需要玩家顺利的打开一个拥有16个把手的冰箱。已知每个把手可以处于以下两种状态之一:打开或关闭。只有当所有把手都打开时,冰箱才会打开。
把手可以表示为一个4х4的矩阵,您可以改变任何一个位置[i,j]上把手的状态。但是,这也会使得第i行和第j列上的所有把手的状态也随着改变。请你求出打开冰箱所需的切换把手的次数最小值是多少。
输入格式
输入一共包含四行,每行包含四个把手的初始状态。符号“+”表示把手处于闭合状态,而符号“-”表示把手处于打开状态。至少一个手柄的初始状态是关闭的。
输出格式
第一行输出一个整数N,表示所需的最小切换把手次数。接下来N行描述切换顺序,每行输入两个整数,代表被切换状态的把手的行号和列号,数字之间用空格隔开。
数据范围
1≤i,j≤4
输入样例:
-+--
----
----
-+--
输出样例:
6
1 1
1 3
1 4
4 1
4 3
4 4
注意:如果存在多种打开冰箱的方式,则按照优先级整体从上到下,同行从左到右打开。
分析:
(PS:刷到做过的题目一般不会重复写题解,比如AcWing112雷达设备,就是POJ1328 Radar Installation,便没有再重复写题解。本题也是之前刷过的POJ2965 The Pilots Brothers' refrigerator,之所以再写个题解,是使用了不同的解法。)
DFS的解法见上面链接。现在主要考虑枚举的解法。之前的思路是一共16个开关,如果能够打开,最多按16次便可打开,解法也就是2^16种可能。
既然一共可能有2^16种可能的解法,不妨一一枚举这么多种解法,直至开关打开。首先,用1代表+,0代表-,状态压缩,用一个16位整数st表示初始状态。再者,每次按开关有16种选择,初始化种按法对状态的影响,设置为change[i][j]表示按下第i行第j列后对状态的影响,当然,将之前的状态异或下change[i][j]便可更新状态。最后,从0到2^16枚举每种可能的解法,直至找到步数最少的答案。
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
typedef pair<int,int> PII;
int change[4][4];
int get(int x,int y){//二维转一维
return x * 4 + y;
}
int main(){
int st = 0;
for(int i = 0;i < 4;i++){
string line;
cin>>line;
for(int j = 0;j < 4;j++){
if(line[j] == '+') st += 1 << get(i,j);//状态压缩
}
}
for(int i = 0;i < 4;i++){
for(int j = 0;j < 4;j++){
for(int k = 0;k < 4;k++){
change[i][j] += 1 << get(i,k);//改变第i行状态
change[i][j] += 1 << get(k,j);//改变第j列状态
}
change[i][j] -= 1 << get(i,j);//恢复重复改变的状态
}
}
vector<PII> res;
for(int k = 0;k < 1 << 16;k++){//枚举所有可能的解法
int now = st;
vector<PII> path;
for(int i = 0;i < 16;i++){
if(k >> i & 1){
int x = i / 4,y = i % 4;
now ^= change[x][y];
path.push_back({x,y});
}
}
if(!now && (res.empty()|| res.size() > path.size())) res = path;
}
cout<<res.size()<<endl;
for(auto x : res) cout<<x.first + 1<<" "<<x.second + 1<<endl;
return 0;
}