金币阵列问题
Description
有m*n(m <= 100,n <= 100)个金币在桌面上排成一个m行n 列的金币阵列。每一枚金币或正面朝上或背面朝上。用数字表示金币状态,0表示金币正面朝上,1 表示背面朝上。
金币阵列游戏的规则是:
(1)每次可将任一行金币翻过来放在原来的位置上;
(2)每次可任选2 列,交换这2 列金币的位置。
算法设计:
给定金币阵列的初始状态和目标状态,计算按金币游戏规则,将金币阵列从初始状态变
换到目标状态所需的最少变换次数。
##数据输入:
文件中有多组数据。文件的第1行有1 个正整数k,表
示有k 组数据。每组数据的第1 行有2 个正整数m 和n。以下的m行是金币阵列的初始状
态,每行有n 个数字表示该行金币的状态,0 表示金币正面朝上,1 表示背面朝上。接着的
m行是金币阵列的目标状态。
##结果输出:
相应数据无解时
输出-1。
输入文件示例
2
4 3
1 0 1
0 0 0
1 1 0
1 0 1
1 0 1
1 1 1
0 1 1
1 0 1
4 3
1 0 1
0 0 0
1 0 0
1 1 1
1 1 0
1 1 1
0 1 1
1 0 1
输入文件示例
2
-1
Source:《算法设计与分析习题解答》
PS:解题思路与课本类似,但课本答案有误。
Answer
代码
#include<stdio.h>
constint inf =99999;
constint N =101;
int a[N][N],b[N][N],temp[N][N]; //a存储初始矩阵,b为目标状态矩阵
int n,m;
int need;//需要变换次数
void ChangeL(int x,int y)//变换列
{
if(x==y)return;
int i;
for(i=1;i<=n;i++)
{
int tt=temp[i][y];
temp[i][y]=temp[i][x];
temp[i][x]=tt;
}
need++;
}
void ChangeH(int x)//变换行
{
int i;
for(i=1;i<=m;i++)
{
temp[x][i]^=1;
}
}
bool Same(int x,int y) //判断列是否满足条件
{
int i;
for(i=1;i<=n;i++)
if(b[i][x]!=temp[i][y])returnfalse;
returntrue;
}
int main()
{
int tests;
scanf("%d",&tests); //数据组数
while(tests--)
{
scanf("%d%d",&n,&m); //n行,m列
int i,j;
for(i=1;i<=n;i++)
for(j=1;j<=m;j++)
{
scanf("%d",&a[i][j]);
}
for(i=1;i<=n;i++)
for(j=1;j<=m;j++)
scanf("%d",&b[i][j]);
int k;
int ans=inf; //ans存储最终答案,初始值为无穷大
for(k=1;k<=m;k++)//枚举各列为第一列
{
for(i=1;i<=n;i++)
for(j=1;j<=m;j++)
temp[i][j]=a[i][j];
need=0;
ChangeL(1,k);
for(i=1;i<=n;i++)
{
if(temp[i][1]!=b[i][1])//该行不满足条件
{
ChangeH(i);//变换行
need++;
}
}
bool find;
for(i=1;i<=m;i++)//检查每列是否满足条件
{
find=false;
if(Same(i,i))
{
find=true;continue;
}
for(j=i+1;j<=m;j++)//寻找temp中与b的i列相同的列
{
if(Same(i,j))
{
if(Same(j,j))continue;
ChangeL(i,j);
find=true;
break;
}
}
if(find==false)//找不到该列对应列
{
break;
}
}
if(find==true&&need<ans)ans=need;
}
if(ans<inf)printf("%d\n",ans);
else
printf("-1\n");
}
return0;
}