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澡堂邮寄 day2-2

2022-07-24

5月2日主要内容为树形dp与状压dp

##感觉今天讲的也没什么可写的qwq
但是插头dp我是真没听懂 在此做一些整理

本篇依例题https://www.luogu.com.cn/problem/P5056【模板】插头dp讲解

插头dp是为了解决网格链接性问题的一种算法 由某thu爷发明

##要素

###轮廓线
插头dp的dp顺序时从上到下 从左向右进行的
我们需要一条称之为轮廓线的分界线区分已进行完dp的区域与未进行完dp的区域
如图所示:

黄线即为轮廓线
可以发现 轮廓线长度即m+1
我们的大多数dp操作都是以轮廓线为准进行的

###插头
插头表示不同方块的见的链接状态
比如格子[i][j]与格子[i][j+1]连通,那么[i][j]就有一个右插头[i][j+1]就有一个左插头

注意插头一定是成对存在的,它是一种实际状态,即两个格子之间确实连通了,并不是一种“将要连通过去”的虚拟状态。简单的说,产生一对插头,必须要有两个格子“两情相悦”

###轮廓线的状态
容易看出,例题轮廓线上的插头一定是偶数个,我们可以让插头两两配对(因为只有当插头上的点时偶数个时 下面的格子才会有可能链接

于是我们将轮廓线上的插头分为两类:左括号插头和右括号插头

一个左括号插头和一个右括号插头配对,当且仅当:当前状态下,在已考虑部分中,这两个插头所在格子已经连通

图中蓝线就是已考虑部分的一种可能的连通情况(也包括了轮廓线的插头情况),那么此时轮廓线的状态就是:(0)(0)

我们可以用三进制来表示轮廓线状态,0表示没有插头,1表示左插头,2表示右插头

三进制的运算非常慢,我们把它变成四进制,然后就可以进行位运算了

那么轮廓线的连通情况,状态最大值会高达$4^{m+1}$ ,把$m=12$代入计算就是67108864,如果要开那么大的数组,显然空间爆炸。幸运的是,在所有情况中,有效情况的数量其实只有20万左右,因此我们可以开一个20万的数组,然后搞一个哈希表来对有效状态编号

当然,有一些题目不一定要求插头两两配对,比如Park II那道题,具体情况具体分析吧
##转移
分情况讨论 以本例为例
###合并两联通分量
如果当前轮廓线上既有右插又有下插,那你只能当前格做左插和上插,要不然就不是回路了。

然后如果右插和下插联通,那这种情况只能是在最后一个非障碍格是合法的。

不连通的话,当然这样做会把他们变联通,看图:

###新建一个连通分量
这个情况只出现在转移位置的轮廓线上没有下插头和右插头。

如图。然后我们只有一种转移方式就是当前格做右插头和下插头。

括号表示法就是新建一对紧挨着的左右括号。最小表示法就直接解码重编一下。

###保持原来的连通分量
当轮廓线上只有下插或者右插,就只能当前格做一个左插/上插来满足回路性质,剩下一个插头是随便安排的。

图:

括号表示法的话就把下插/右插对应的括号移到你加的插头上就行了。

最小表示法也类似,把下插/右插位置的记号移到你加的插头对应位置就行(因为是延续了一个连通分量)。

注意当从一行的最后一个格子转移到下一行的第一个格子的时候,轮廓线需要特殊处理。这个看代码最好解释了。

(还要多啰嗦一句,一般状态编码的左右和轮廓线的左右是反着对应的……也就是编码最右面一位是对应轮廓线最左面格子)

( 这样大概比较好写? )

代码实现略