竞赛中有这样一类问题:求给定区间中,满足给定条件的某个D进制数或此类数的数量。所求的限定条件往往与数位有关,例如数位之和、指定数码个数、数的大小顺序分组等等。题目给定的区间往往很大,无法采用朴素的方法求解。此时,我们就需要利用数位的性质,设计log(n)级别复杂度的算法。解决这类问题最基本的思想就是“逐位确定”的方法。
通常的数位dp可以写成如下记忆化搜索的形式:
1 int dfs(int i, int s, bool e) 2 { 3 if (i==-1) return s==target_s; 4 if (!e && ~f[i][s]) return f[i][s]; 5 int res = 0; 6 int u = e?num[i]:9; 7 for (int d = first?1:0; d <= u; ++d) 8 res += dfs(i-1, new_s(s, d), e&&d==u); 9 return e?res:f[i][s]=res; 10 }
从左到右位数编号依次减小,最右位编号为0。
其中:
f为记忆化数组;f[i][s]表示第i位左边已枚举好的数包含了状态s的情况下,i 到 0 位组成的数中有几个满足条件的数;
i为当前处理串的第i位(权重表示法,也即后面剩下i+1位待填数);
s为之前数字的状态(如果要求后面的数满足什么状态,也可以再记一个目标状态t之类,for的时候枚举下t);
e表示之前的数是否是上界的前缀(即后面的数枚举上界能否任意填)。
for循环枚举数字时,要注意是否能枚举0,以及0对于状态的影响,有的题目前导0和中间的0是等价的,但有的不是,对于后者可以在dfs时再加一个状态变量z,表示前面是否全部是前导0, 也可以看是否是首位,然后外面统计时候枚举一下位数。
注意:
不满足区间减法性质的话(如hdu 4376),不能用solve(r)-solve(l-1),状态设计会更加诡异。
【例题】 在[L , R] 的正整数区间内,要么包含3 要么包含 8(3和8不能同时存在于一个数中) 的不同的整数有多少个? 【解】 首先[l , r] = [1 , r] - [1 , l - 1]。因此只要能计算 [ 1 , x ] 即可 这是个数位dp,加上状态压缩 —— (0 --无3无8 , 1-- 有3无8 , 2 --无3有8 , 3 --3、8同时存在)
下面是关键代码:
1 int new_s(int s , int d) 2 { 3 //根据枚举出来的d,获得当前情况的状态值,用于递归 4 if (d == 3) return s | 1; 5 if (d == 8) return s | 2; 6 return s; 7 } 8 int dfs(int i, int s, bool e) 9 { 10 if (i==-1) return s==1 || s == 2; //如果s==3说明3、8同时存在,所以个数是0 11 if (!e && ~f[i][s]) return f[i][s]; 12 int res = 0; 13 int u = e?num[i]:9; 14 for (int d = 0; d <= u; ++d) 15 res += dfs(i-1, new_s(s, d), e&& (d==u) ); 16 return e?res:f[i][s]=res; 17 }
头一次写这种代码,开始有点不明白,其实想了下,就是递归搜索加上结果记忆化,它的奇特就在于多了个状态的更新和传递而已。