小朋友学算法19:祘头君的字符

向右看齐 2022-02-25 01:38 275阅读 0赞

一、题目

有n名选手在玩游戏,他们每个人有一个字符,每个字符都有自己固定的若干个特征。特征的种类数为k。每个人的特征为特征总集的一个子集。
两个字符的相似度定义为:如果两个字符A和B同时拥有某个特征或者同时没有某个特征,它们的相似度加一。
蒜头君想创造出一个字符,它与其它n名选手的字符的相似度分别为a1, a2, …, an,假设其中最大的相似度为ax,蒜头君希望ax尽量小。

输入格式

输入第一行包含两个整数n,k(1 <= n <= 105, 1 <= k <= 20)分别表示选手的个数以及特征的种类数。下面n行每行包含一个字符串表示某个选手的特征状态,如果在j位置有一个1表示他有第j个特征,否则没有。

输出格式

输出一个满足条件的字符串。
注:本题答案不唯一,符合要求的答案均正确

样例输入1

3 5
01001
11100
10111

样例输出1

00010

样例输入2

1 4
0000

样例输出2

1111

二、分析

(一)定义距离

本题考察相似度,反过来说就是考察不相似度。不相似度大,相似度就小;不相似度小,相似度就大。
可以用距离来衡量不相似度。若两个数有一位不一样,则不相似度为1,即距离为1。若两个数有两位不一样,则不相似度为2,即距离为2。若两个数有三位不一样,则不相似度为3,即距离为3。依此类推。

(二)求最大距离

题目要求最大的相似度最小,也就是求最小的距离最大。现在分析样例1,画出含3棵树的图如下所示:

1.png

与01001距离为1的结点有01000,01011,01101,00001,11001。换成十进制,即与9距离为1的结点为8,11,13,1,15。
与11100距离为1的结点有11101,11110,11000,10100,01100。换成十进制,即与28距离为1的结点为29,30,24,20,12。
与10111距离为1的结点有10110,10101,10011,11111,00111。换成十进制,即与23距离为1的结点为22,21,19,31,7。
与01000距离为1的节点有01001,01010,01100,00000,11000。换成十进制,即与8距离为1的节点为9,10,12,0,24。这里9即为第一层的节点。12和24与第一棵树的根节点28的距离为1。另两个节点10和 0,与第一层节点9的距离为2。
从图形里可以看出,节点10、节点0与第一层三个根节点的最小距离就是2。因为若把这两个节点放到28那棵树上,则这两个节点与根节点28的距离必然大于或等于2。同样若把这两个节点放到23那棵树上,则这两个节点与根节点23的距离必然大于或等于2。
把2k = 25 = 32个节点都挂到3棵树上后,可以发现节点2与根节点9的距离最大,为3。若把节点2挂到根节点为28的树上,则节点2与根节点28的距离必然大于或等于3(实际上很容易算出节点2与节点28的距离是4)。同样道理,若把节点2挂到根节点为23的树上,则节点2与根节点23的距离必然大于或等于3(实际上很容易算出节点2与节点23的距离是3)。
综上,三棵树上的最小深度(距离)为3,这就是所求的答案。

(三)广度优先搜索

这里需要用到广度优先搜索。广度优先搜索需要用到队列。在每个节点入队时,都要把距离为1的节点入队,入队即说明节点被遍历过。当然,已经遍历过的节点,就不需要再次入队了。在这里,可以根据一个节点的距离大小来判断节点是否已经遍历过。具体可以看实现代码。

三、代码

  1. #include<bits/stdc++.h>
  2. using namespace std;
  3. const int N = 21;
  4. const int MAXN = 1e5 + 5;
  5. int dist[1<<N], n, k;
  6. char s[MAXN];
  7. queue<int> q;
  8. void bfs()
  9. {
  10. while(q.size())
  11. {
  12. int u = q.front();
  13. q.pop(); // 队首元素出队,接着要把相邻的5个元素入队
  14. for(int i = 0; i < k; i++)
  15. {
  16. // if(i == 0)
  17. // {
  18. // printf("\n>>>>>>>>>>>>\ndist[%d] = %d\n", u, dist[u]);
  19. // }
  20. // printf("\n* dist[%d] = %d\n", u ^ (1<<i), dist[u ^ (1<<i)]);
  21. if(dist[u ^ (1<<i)] > dist[u])
  22. {
  23. dist[u ^ (1<<i)] = dist[u] + 1; // 不相似度即距离加1
  24. // printf("** dist[%d] = %d\n", u ^ (1<<i), dist[u ^ (1<<i)]);
  25. q.push(u^(1<<i));
  26. }
  27. }
  28. }
  29. }
  30. // 十进制化为二进制再打印出来
  31. void PRINT(int val)
  32. {
  33. for(int i = k - 1; i >= 0; i--)
  34. {
  35. printf("%d",(val & (1<<i)) > 0);
  36. }
  37. }
  38. int main()
  39. {
  40. freopen("test.in", "r", stdin);
  41. memset(dist, 0x7f, sizeof(dist));
  42. scanf("%d%d", &n, &k);
  43. for(int i = 1; i <= n; i++)
  44. {
  45. // 把几个原始的数据按顺序入队
  46. scanf("%s", s);
  47. int len = strlen(s), p = 0, sValue = 0;
  48. for(int j = len-1; j >= 0; j--)
  49. {
  50. sValue += (1<<p) * (s[j]-'0');
  51. p++;
  52. }
  53. q.push(sValue);
  54. dist[sValue] = 0;
  55. }
  56. bfs();
  57. int maxDist = 0, ans = 0;
  58. for(int i = 0; i < (1<<k); i++)
  59. {
  60. if(dist[i] > maxDist)
  61. {
  62. maxDist = dist[i];
  63. ans = i;
  64. }
  65. }
  66. PRINT(ans);
  67. return 0;
  68. }

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