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  • bzoj2973转移矩阵构造法!

    /*
    构造单位矩阵(转移矩阵)
    给定n*m网格,每个格子独立按照长度不超过6的操作串循环操作
    对应的操作有
        0-9:拿x个石头到这个格子
        nwse:把这个格子的石头推移到相邻格子
        d:清空该格石子
    开始时网格是空的,问t秒后石头最多的格子里有多少个石子
    
    t很大,并且每次操作后格子里的石头是线性变化的,所以用矩阵来加速递推 
    将n*m网格表示成为(i-1)*m+j的一维数组,那么这个数组对应的转移矩阵大小应该是(nm)^2
    
    然后由于每个格子的操作串最长只有6,并且1-6的最小公倍数是60,所以所有格子的操作60秒一个循环
    那么求出每秒的转移矩阵,用Ai表示第i秒的转移矩阵,(1<=i<=60) 
    另A=mul(Ai),t=p*60+r,那么结果状态就是A^p*mul(A1,Ar);
    
    那么如何将操作对应到转移矩阵的构造上?
    考虑转移矩阵的运行原理:可以将F'[j]=F[i]*A[i][j],即将原数组的F[i]*A[i][j]然后加到F'[j]上
        0-9:凭空把x个石头转移到第i个格子上,令F[0]=1,A[0][num(i,j)]=x,如此即可完成状态转移 
        nwse:距离n操作:把第i行的石头转移到第i-1行,即把num[i][j]的石头转移到num[i-1][j],那么令A[num[i][j]][num[i-1][j]]=1即可
        保证要使F[0]=1,那么将A[0][0]设置为1
        A的其它数值都为0
    F数组就是[1,0,0,0,0,0,0,0,...0]
    矩阵快速幂加速计算
    */ #include<bits/stdc++.h> using namespace std; #define P 65 #define ll long long int n,m,t,q,i,j,k,x,y,N; int id[P][P],a[P][P],l[P];// char b[P][P]; ll ans; struct mat{ ll a[P][P]; mat(){memset(a,0,sizeof a);} mat operator*(mat b){//重载矩阵乘法 mat c; for(int i=0;i<n;i++) for(int j=0;j<n;j++) for(int k=0;k<n;k++) c.a[i][j]+=a[i][k]*b.a[k][j]; return c; } }one,A[P],pre[P],B,C,D; int main(){ scanf("%d%d%d%d",&n,&m,&t,&q); char ch; for(int i=1;i<=n;i++)//输入每个格子对应的操作序号 for(int j=1;j<=m;j++) cin>>ch,a[i][j]=ch-'0',id[i][j]=++N; N++; for(int i=0;i<q;i++){//输入q行不同的操作序列 scanf("%s",b[i]+1),l[i]=strlen(b[i]+1); b[i][0]=b[i][l[i]];//循环点处理一下 } for(int i=0;i<n;i++)one.a[i][i]=1;//构造单位矩阵 pre[0]=one; char c; for(int i=1;i<=60;i++){//求出每个时间点对应的状态转移矩阵 A[i].a[0][0]=1;//对于第1个点 for(int j=1;j<=n;j++) for(int k=1;k<=m;k++){ //求出第[j,k]块的序号,就是a[j][k],在第i个时间点对应的操作c c=b[a[j][k]][i%l[a[j][k]]]; if(c>='0' && c<='9'){//数字 A[i].a[id[j][k]][0]=c-'0'; A[i].a[id[j][k]][id[j][k]]++; } if(c=='N'){//向各个方向转移 x=j-1,y=k; if(x>=1) A[i].a[id[x][y]][id[j][k]]++; } if(c=='S'){ x=j+1,y=k; if(x<=n) A[i].a[id[x][y]][id[j][k]]++; } if(c=='W'){ x=j,y=k-1; if(y>=1) A[i].a[id[x][y]][id[j][k]]++; } if(c=='E'){ x=j,y=k+1; if(y<=m) A[i].a[id[x][y]][id[j][k]]++; } } pre[i]=A[i]*pre[i-1];//把所有时间点的矩阵乘起来 } B=pre[60],C=one; for(k=t/60;k;k>>=1){//快速幂 if(k&1)C=C*B; B=B*B; } D.a[0][0]=1,D=pre[t%60]*C*D;//把余下时间的矩阵呈上去 for(int i=1;i<N;i++)//由于F数组只有第0项为1,那么直接求D[i][0]的最大值即可! if(ans<D.a[i][0]) ans=D.a[i][0]; printf("%lld",ans); }
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