【DP计划】10.24——[BZOJ]解锁屏幕(状压DP) MEDIUM

中间鸽了好多天,但并不是我没有写题,是写完就心里憔悴,根本无心写题解了。
像淘金那种题,写完之后还能补上题解,只能说我那天心态比较好。


题目背景

使用过Android 手机的同学一定对手势解锁屏幕不陌生。Android 的解锁屏幕由3X3 个点组成,手指在屏幕上画一条线,将其中一些点连接起来,即可构成一个解锁图案。如下面三个例子所示:
【DP计划】10.24——[BZOJ]解锁屏幕(状压DP) MEDIUM

画线时还需要遵循一些规则
1.连接的点数不能少于4个。也就是说只连接两个点或者三个点会提示错误。
2.两个点之间的连线不能弯曲。
3.每个点只能"使用"一次,不可重复。这里的"使用"是指手指划过一个点,该点变绿。
4.两个点之间的连线不能"跨过"另一个点,除非那个点之前已经被"使用"过了。
对于最后一条规则,参见下图的解释。左边两幅图违反了该规则:而右边两幅图(分别为2→4→1→3→6和→5→4→1→9→2)
则没有违反规则,因为在"跨过"点时,点已经被"使用"过了。

【DP计划】10.24——[BZOJ]解锁屏幕(状压DP) MEDIUM

现在工程师希望改进解锁屏幕,增减点的数目,并移动点的位置,不再是一个九宫格形状,但保持上述画线的规则不变。
请计算新的解锁屏幕上,一共有多少满足规则的画线方案。
Input
输入文件第一行,为一个整数n,表示点的数目。
接下来n行,每行两个空格分开的整数xi和yi,表示每个点的坐标。
-1000≤xi,Yi≤l000,1≤n<20。各点坐标不相同
Output
输出文件共一行,为题目所求方案数除以100000007的余数。
Sample Input
4

0 0

1 1

2 2

3 3
Sample Output
8

解释:设4个点编号为1到4,方案有1→2→3→4,2→1→3→4,3→2→1→4,2→3→1→4,

及其镜像4→3→2→1,3→4→2→1,2→3→4→1,3→2→4→1.


n只有20,所以考虑状压,f[i][j]表示i为状态,j为当前状态手最后滑到的一个点。
我们再开一个cheq数组,cheq[i][j]表示从i滑到j中间需要经过那些点,然后即可进行转移。
大致题意就是这样,更多细节在下面的代码中讲述:
#include<bits/stdc++.h>
#define MD 100000007 
using namespace std;
int read(){
    char c;int x=0,y=1;while(c=getchar(),(c<'0'||c>'9')&&c!='-');
    if(c=='-') y=-1;else x=c-'0';while(c=getchar(),c>='0'&&c<='9') 
    x=x*10+c-'0';return x*y;
}
int n,ans,x[24],y[24],f[1050000][23],cheq[23][23];
int check(int a,int b){
    int s1=x[a]-x[b],s2=y[a]-y[b],statu=0;
    for(int i=1;i<=n;i++){
        if(i==a||i==b) continue;
        int p1=x[i]-x[b],p2=y[i]-y[b];   //下面这三句话都是判断点是否在路径上
        if(s1==0&&p1==0&&s2*p2>0&&abs(s2)>abs(p2)){statu|=(1<<i-1);continue;}  
        //表示两个点的纵坐标相同的情况
        if(s2==0&&p2==0&&p1*s1>0&&abs(s1)>abs(p1)){statu|=(1<<i-1);continue;}
        //两个点横坐标都相同的情况
		if(s1&&s2&&(p1*s2==p2*s1)&&(s2*p2>0)&&(abs(s2)>abs(p2))&&(p1*s1>0)&&(abs(s1)>abs(p1))){statu|=(1<<i-1);continue;}
    	//两个点横纵坐标都不相同的情况,只与为什么有abs这些东西,如果不明白,向下拉看解释
    }
    return statu;
}
int calc(int x){
    int res=0;
    for(;x;x-=x&-x)res++;
    return res;
}
int main()
{
    n=read();
    for(int i=1;i<=n;i++){
        x[i]=read();y[i]=read();
    }
    for(int i=1;i<=n;i++)
     for(int j=i+1;j<=n;j++)
      if(i!=j) cheq[i][j]=cheq[j][i]=check(i,j);
    for(int i=1;i<=n;i++)f[1<<i-1][i]=1;
    for(int i=1;i<1<<n;i++)
     for(int j=1;j<=n;j++)
      if(f[i][j]){
        for(int k=1;k<=n;k++)
         if((i&(1<<k-1))==0&&(i|cheq[j][k])==i) //右边这句表示j到k路径上的所有点都在当前状态都被取过
             f[i|(1<<k-1)][k]+=f[i][j],f[i|(1<<k-1)][k]%=MD;
      }
    for(int i=1;i<=(1<<n)-1;i++)
     if(calc(i)>=4)for(int j=1;j<=n;j++)ans+=f[i][j],ans%=MD;
    printf("%d",ans);
    return 0;
}
我们确定了两个端点之后,如果有点在它们的连线之上,那么实际上它们可以构成相似三角形。
参考下图的两个黑点(端点)和蓝点。

【DP计划】10.24——[BZOJ]解锁屏幕(状压DP) MEDIUM

但是只判断相似是不行的,因为绿色的点构成的三角形也相似。
所以我们要对边进行判断,设左边的黑点为x,右边的黑点为y,要判断的点为z,那么x和z必须在y的同一侧(即x和z的横纵轴坐标都必须分别大于(或小于)y的横纵轴坐标),那么y的横纵坐标减这两个点的乘积必大于0,所以有了判断s2*p2>0,然后在同一侧之后,z点到y点的距离必须小于x点到y点的距离,否则依旧在线之外,所以abs(s2)>abs(p2)
这也就是上面判断的原因。然后(p1*s2==p2*s1)可能会有同学看不懂,但是你移下项,就变成了p1s1=p2s2\frac{p1}{s1}=\frac{p2}{s2}
这不就是相似的式子吗?