搬一下官方题解
题目大意 给定 N 个数字, N 个字母。要求确定数字与字母的对应关系,使给定 M 个数字串和字符串组尽可能多的满足对应关系。
考察算法 搜索 位运算/状态压缩
算法一 枚举每个数字对应的字符,时间复杂度 O(N!)。然后通过 O(ML)的时间判断每个字符串数组是否匹配。不断更新最大值。伪代码:
DFS(dep)
If dep == N Then
Num ← Count()
If Num > Max
Max ← Num
End If
End If
For i = 1 .. N
If not used[i] Then
used[i] ← true
a[dep] ← i
DFS(dep + 1)
used[i] ← false
End If
End For
其中 dep 表示枚举到的第几个字符, a[i]表示第 i 个字符对应的数字。
时间复杂度: O(N!•ML) 期望得分: 30
算法二 在算法一的基础上加上简单的剪枝,如果当前数量已经小于已知最大值,就把当前纸
条剪掉。
DFS(dep)
Num ← Count()
If Num <= Max Then Exit
If dep == N Then
If Num > Max
Max ← Num
End If
End If
For i = 1 .. N
If not used[i] Then
used[i] ← true
a[dep] ← i
DFS(dep + 1)
used[i] ← false
a[dep] ← 0
End If
End For
时间复杂度: O(N!•ML) 期望得分: 60
算法三 此算法需要用到一点位运算的知识,阅读前请保证你已经熟练地使用位运算,否则请到 Matrix67 的 Blog 查看相关知识后再进行阅读。
通过题目数据我们可以知道 M 最大不会超过 60,而一个 long long
的范围最大到 2^63-1,所以我们可以通过一个 2 进制数来表示当前字符数列组的匹配情况。
1 表示可能匹配, 0 表示不能匹配。同样需要通过全排列来枚举每个字符对应的数字,采用 DFS(dep, rest), rest 表示当前的匹配情况状态。每次枚举一个字符所对应的数字,我们可以通过 O(1)的时间从当前状态中减去不能匹配的状态。建立数组del[i][j]表示当字母 i 对应数字 j 时,会造成那些不能匹配,比如 del[i][j]=(1001)2,表示当字母 i 对应字母 j 时,第 1、 4 字符数列组不能匹配。那么新的状态就等于 new = rest & (~del[i][j])或 new :=rest and (not del[i][j])。
然后再加上算法二的剪枝,就能够通过所有的数据。
接下来考虑如何求出 del[i][j],依次枚举每一个字符数列组,设第 i 个字符数列组对应的 2 进制位置为 t[i]。如果在该字符数组中字母 ch 对应了数字 num,那么其他数字的 del[i][num]和 ch 对应的其他数字 del[ch][j]都应该加上 t[i]。预处理的时间复杂度为 O(MLN^2)。
最后只需要在主函数内调用 DFS(0, (1<<M)-1)即可。
时间复杂度: O(MLN+N!)/O(ML+MN^2+N!) 期望得分: 80
算法四 在算法三的基础上优化搜索顺序,记录每个字母出现的次数,按照最小到大的顺序进行搜索。由于先出现字母影响较小,可以使最后产生的结果尽可能大,很多冗余都会被剪掉。
时间复杂度: O(MLN+N!)/O(ML+MN^2+N!) 期望得分: 100