題目描述 Description
【問題描述】
帥帥經常跟同學玩一個矩陣取數遊戲:對于一個給定的n*m 的矩陣,矩陣中的每個元素aij均
為非負整數。遊戲規則如下:
1. 每次取數時須從每行各取走一個元素,共n個。m次後取完矩陣所有元素;
2. 每次取走的各個元素隻能是該元素所在行的行首或行尾;
3. 每次取數都有一個得分值,為每行取數的得分之和,每行取數的得分= 被取走的元素值*2i,
其中i 表示第i 次取數(從1 開始編号);
4. 遊戲結束總得分為m次取數得分之和。
帥帥想請你幫忙寫一個程式,對于任意矩陣,可以求出取數後的最大得分。
輸入描述 Input Description
第1行為兩個用空格隔開的整數n和m。
第2~n+1 行為n*m矩陣,其中每行有m個用單個空格隔開的非負整數。
輸出描述 Output Description
輸出 僅包含1 行,為一個整數,即輸入矩陣取數後的最大得分。
樣例輸入 Sample Input
2 3
1 2 3
3 4 2
樣例輸出 Sample Output
82
資料範圍及提示 Data Size & Hint
樣例解釋
第 1 次:第1 行取行首元素,第2 行取行尾元素,本次得分為1*21+2*21=6
第2 次:兩行均取行首元素,本次得分為2*22+3*22=20
第3 次:得分為3*23+4*23=56。總得分為6+20+56=82
【限制】
60%的資料滿足:1<=n, m<=30, 答案不超過1016
100%的資料滿足:1<=n, m<=80, 0<=aij<=1000
類型:dp 難度:2
題意:給出n*m的矩陣,需要取m次,每次依次取每一行的行首或行尾的數,然後将這n個數的和乘以2^i,i為次數,1<=i<=m,将每次的計算值累加,求怎樣取,能獲得最大值
分析:首先,可以看出每一行的取法互相之間是獨立的,是以問題變成m個數,怎樣取能獲得最大值,然後重複進行n次。這個問題也是區間dp,可以看出進行到某個狀态時,該狀态可以由之前兩個狀态轉換而來,即去掉行首或行尾。
用dp[i][j]表示目前段為[i,j]時,已經處理的數[1,i-1],[j+1,m]所能獲得的最大值。
遞推方程:dp[i][j] = max(dp[i-1][j]+a[i-1]*2^k, dp[i][j+1]+a[j+1]*2^k)
其中,a[i]表示本行的第i個數,k為目前的次數,k = m-(j-i)+1
初始值dp[0][m-1] = 0,最後求dp[i][i] + a[i]*2^m 的最大值,0<=i<m
ps:本次的結果已經超過long long 範圍,還需要用高精度表示,我的思路是,用一個資料表示每個數的二進制,最後再将結果轉化為十進制,因為每一步都要乘以2^i,是以用二進制數組的話,隻需進行數組的移位操作即可。
還有一點注意:由于我用的二進制資料需要事先用memset清零,但是發現将數組作為實參(比如函數參數為int*)傳入函數,memset不能達到效果,原因是memset不知道函數參數(這個int*指針)指向的空間有多大,是以無法初始化,還是要在數組聲明的作用域來進行memset才能達到效果。
代碼:
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<cstdio>
using namespace std;
int a[90][90],n,m;
int dp[90][90][150];
void lmov(int s,int l,int d[])
{
for(; s; l++,s>>=1)
if(s&1) d[l] = 1;
}
void madd(int a[],int b[])
{
for(int i=0; i<140; i++)
{
b[i] += a[i];
for(int j=i; b[j]>1; j++)
{
b[j] = 0;
b[j+1]++;
}
}
}
void mmax(int a[],int b[])
{
for(int i=140; i>=0; i--)
{
if(a[i]>b[i]) return;
else if(a[i]<b[i]) break;
}
for(int i=0; i<150; i++)
a[i] = b[i];
}
void bintodec(int a[],int b[])
{
int pt[150];
memset(pt,0,sizeof(pt));
pt[0] = 1;
for(int i=0; i<140; i++)
{
if(a[i])
{
for(int j=0; j<140; j++)
b[j] += pt[j];
for(int j=0; j<140; j++)
if(b[j]>9)
{
b[j+1] += b[j]/10;
b[j] %= 10;
}
}
for(int j=0; j<140; j++)
pt[j] *= 2;
for(int j=0; j<140; j++)
{
if(pt[j]>9)
{
pt[j+1] += pt[j]/10;
pt[j] %= 10;
}
}
}
bool f = 0;
for(int i=140; i>=0; i--)
{
if(!f && b[i]>0) f = 1;
if(f) cout<<b[i];
}
if(!f) cout<<"0";
cout<<endl;
}
int main()
{
cin>>n>>m;
for(int i=0; i<n; i++)
for(int j=0; j<m; j++)
cin>>a[i][j];
int ans[150];
memset(ans,0,sizeof(ans));
for(int i=0; i<n; i++)
{
int ta[150];
memset(dp,0,sizeof(dp));
memset(ta,0,sizeof(ta));
if(m==1)
{
lmov(a[i][0],1,ta);
}
for(int l=m-2; l>=0; l--)
{
for(int j=0; j+l<m; j++)
{
int tmp[150];
if(j>0)
{
memset(tmp,0,sizeof(tmp));
lmov(a[i][j-1],m-l-1,tmp);
madd(dp[j-1][j+l],tmp);
mmax(dp[j][j+l],tmp);
}
if(j+l<m-1)
{
memset(tmp,0,sizeof(tmp));
lmov(a[i][j+l+1],m-l-1,tmp);
madd(dp[j][j+l+1],tmp);
mmax(dp[j][j+l],tmp);
}
if(l==0)
{
memset(tmp,0,sizeof(tmp));
lmov(a[i][j],m,tmp);
madd(dp[j][j],tmp);
mmax(ta,tmp);
}
}
}
madd(ta,ans);
}
int ret[150];
memset(ret,0,sizeof(ret));
bintodec(ans,ret);
}