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  • 数位类统计问题--数位DP

    有一类与数位有关的区间统计问题。这类问题往往具有比较浓厚的数学味道,无法暴力求解,需要在数位上进行递推等操作。这类问题往往需要一些预处理,这就用到了数位DP。

    本文地址:http://www.cnblogs.com/archimedes/p/numerical-digit-dp.html,转载请注明源地址。

    基础知识

    [l,r] 意为 l<=且<=r的数

    [l,r) 意为 l<=且< r的数

    (l,r] 意为 l<且<=r的数

    (l,r) 意为 l<且< r的数

    其实方括号意味着取等,小括号意味着不取等
    经常需要统计区间[l,r]的满足题意的数的个数,这往往可以转换成求[0,r]-[0,l)。对于求区间[0,n)有一个通用的方法:
    对于一个小于n的数,肯定是从高位到低位出现某一位<n对应的那一位。

    如 n = 58 n为十进制数。

       x = 49 此时x的十位<n的十位

       x = 51 此时x的个位<n的个位

    有了上述性质,我们就可以从高到低枚举第一次<n对应位是哪一位。这样之前的位确定了,之后的位就不受n的限制即从00...0~99...9,可以先预处理,然后这时就可以直接统计答案。

    预处理f数组F[i,st] 代表位数为i(可能允许前导0。如00058也是个5位数),状态为st的方案数。这里st根据题目需要确定。

    如 i=4,f[i,st] 也就是0000~9999的符合条件的数的个数(十进制),决策第i位是多少(such as 0~9)

    F[i,st] = F[i,st] + f[i–1,st']    st'为相对应的状态

    实例应用

    HDU2089

    Problem Description
    杭州人称那些傻乎乎粘嗒嗒的人为62(音:laoer)。
    杭州交通管理局经常会扩充一些的士车牌照,新近出来一个好消息,以后上牌照,不再含有不吉利的数字了,这样一来,就可以消除个别的士司机和乘客的心理障碍,更安全地服务大众。
    不吉利的数字为所有含有4或62的号码。例如:
    62315 73418 88914
    都属于不吉利号码。但是,61152虽然含有6和2,但不是62连号,所以不属于不吉利数字之列。
    你的任务是,对于每次给出的一个牌照区间号,推断出交管局今次又要实际上给多少辆新的士车上牌照了。
    
    Input
    输入的都是整数对n、m(0<n≤m<1000000),如果遇到都是0的整数对,则输入结束。
    
    Output
    对于每个整数对,输出一个不含有不吉利数字的统计个数,该数值占一行位置。
    
    Sample Input
    1 100
    0 0
     
    Sample Output
    80

    题目大意:给定区间[n,m],求在n到m中没有“62“或“4“的数的个数。

    如62315包含62,88914包含4,这两个数都是不合法的。

    0<n<=m<1000000

    #include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    int dp[8][10];
    
    void init()
    {
        int i, j, k;
        memset(dp, 0, sizeof(dp));
        dp[0][0] = 1;
        for(i = 1; i <= 7; i++)
            for(j = 0; j <= 9; j++)
                for(k = 0; k <= 9; k++)
                    if((j != 4) && !(j == 6 && k == 2))
                        dp[i][j] += dp[i-1][k];
    }
    
    int solve(int n)
    {
        int len, ans, i, j;
        len = ans = 0;
        int digit[10];
        init();
        while(n > 0){
            digit[++len] = n % 10;
            n /= 10;
        }
        digit[len+1] = 0;
        for(i = len; i; i--) {
            for(j = 0; j < digit[i]; j++) {
                if(j != 4 && !(digit[i+1] == 6 && j==2))
                    ans += dp[i][j];
            }
            if(digit[i] == 4 || (digit[i] == 2 && digit[i+1] == 6))
                break;
        }
        return ans;
    }
    
    int main()
    {
        int m, n;
        while(scanf("%d %d", &n, &m) && (n || m)){
            printf("%d
    ", solve(m + 1) - solve(n));
        }
        return 0;
    }   
    View Code

    HDU3652

    Problem Description
    A wqb-number, or B-number for short, is a non-negative integer whose decimal form contains the sub- string "13" and can be divided by 13. For example, 130 and 2613 are wqb-numbers, but 143 and 2639 are not. Your task is to calculate how many wqb-numbers from 1 to n for a given integer n.
     
    Input
    Process till EOF. In each line, there is one positive integer n(1 <= n <= 1000000000).
    
    Output
    Print each answer in a single line.
    
    Sample Input
    13
    100
    200
    1000
     
    Sample Output
    1
    1
    2
    2

    题目大意:求小于n是13的倍数且含有'13'的数的个数。

    算法:

    同样参照前面的思想,先预处理,再统计。
    题目需要包含13,且被13整除,我们就设计状态f[i,j,k,l]代表i位数中第一位是j的,是否有包含13(k == 1 or 0),模13余数是l的数有几个。
    #include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    #include<stdbool.h>
    int dp[10][13][2][2], digit[10];
    /*
    dp[len][remain][mask][state] 
    len: 长度
    remain: 余数
    mask: 是否包含13
    state: 前缀是否为1
    */
    
    int dfs(int len, int remain, bool mask, bool state, bool fp)
    {
        int ret, fpmax, i;
        if(!len)   //当每位数字都枚举完(即len=0)的时候,只有remain等于0,mask等于1的状态才是有效的
            return remain == 0 && mask ? 1:0;
        if(!fp && dp[len][remain][mask][state] != -1)  //没有上限并且已被访问过
            return dp[len][remain][mask][state];
        ret = 0;
        fpmax = fp ? digit[len]:9;  //判断当前这个数的范围
        for(i = 0; i <= fpmax; i++){
            ret += dfs(len - 1, (remain * 10 + i) % 13, (mask || (state && i == 3)), i == 1, fp && i == fpmax);
        }
        if(!fp)
            dp[len][remain][mask][state] = ret;
        return ret;
    }
    int fun(int n)
    {
        int len = 0;
        while(n){      //将整数n分解每位依次存入数组digit
            digit[++len] = n % 10; 
            n /= 10;
        }
        return dfs(len, 0, 0, 0, true);
    }
    int main()
    {
        int n;
        memset(dp, -1, sizeof(dp));
        while(~scanf("%d", &n)){
            printf("%d
    ", fun(n));
        }
        return 0;
    }   
    View Code

    参考资料:
    《初探数位类统计问题》
    《浅谈数位类统计问题》--刘聪
     
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