二进制矩阵

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题目描述

给定一个 n×mn×m 大小的二进制矩阵,矩阵中只包含 00 和 11。

现在,你可以进行如下操作:选中一个 2×22×2 的子矩阵,改变其中 33 个元素的值(00 变为 11,11 变为 00)。

你的任务是通过上述操作,将矩阵中的全部元素都变为 00。

你的总操作次数不得超过 3nm3nm 次。

可以证明,答案一定存在。

输入格式

第一行包含整数 TT,表示共有 TT 组测试数据。

每组数据第一行包含整数 n,mn,m。

接下来 nn 行,每行包含一个长度为 mm 的 0101 字符串,表示给定的二进制矩阵。

输出格式

每组数据第一行输出整数 kk,表示操作次数,注意 kk 的权值范围 0,3nm

接下来 kk 行,每行包含 66 个整数 x1,y1,x2,y2,x3,y3x1,y1,x2,y2,x3,y3,描述一次操作中选中的元素的坐标为 (x1,y1)(x1,y1),(x2,y2)(x2,y2),(x3,y3)(x3,y3)。

元素位置不能相同,且必须出自同一 2×22×2 子矩阵中。

行列均从 11 开始计数,(1,1)(1,1) 表示输入矩阵中位于左上角的元素,(n,m)(n,m) 表示输入矩阵中位于右下角的元素。

输出任意合理方案均可。

数据范围

1≤t≤50001≤t≤5000, 2≤n,m≤1002≤n,m≤100, 保证将同一测试点内的每组数据的 nmnm 相加一定不超过 2000020000。

输入样例:

5
2 2
10
11
3 3
011
101
110
4 4
1111
0110
0110
1111
5 5
01011
11001
00010
11011
10000
2 3
011
101

输出样例:

1
1 1 2 1 2 2
2 
2 1 3 1 3 2
1 2 1 3 2 3
4
1 1 1 2 2 2 
1 3 1 4 2 3
3 2 4 1 4 2
3 3 4 3 4 4
4
1 2 2 1 2 2 
1 4 1 5 2 5 
4 1 4 2 5 1
4 4 4 5 3 4
2
1 3 2 2 2 3
1 2 2 1 2 2

思路

很容易完成转化,也就是说,对于每一种2X2的数组,都有5步以内完成所有解法的方案 这时候想到第一个思路: 拆分为许多个2X2的数组,直接完成 对于每个m X n大小的矩阵,最多有:(m/2+1)(n/2+1)=mn/4+m/2+n/2+1个个矩阵,每个矩阵最多5次,得最多5/4mn+5/2n+5/2*m+5次操作,其值域在[0,3nm]范围内,符合题目要求

所以,一个基本思路就出来了!现在重点是怎么实现:

1,对于每一个2X2矩阵的处理: 分类讨论:

(1)如果有三个,直接点灭三个 (2)如果有两个,点灭一个1,点亮另外两个0,剩下3个1,进入(1) (3)如果有一个,点灭一个1,任意点亮两个0,剩下2个1,进入(2) (4)如果有四个,点灭随便点灭三个,剩下一个,进入(3)

只要按照这个流程,就可以很轻松完成了!

2,怎么取矩阵? 也是分类讨论:

如果是长宽都是2的倍数,那么就直接完整的分为(n/2) * (m/2)个 如果不是呢?比如说5X5

代码

#include <iostream>
using namespace std;
int T,a[110][110],sum=0,n,m;
int x[3][300000],y[3][300000];
const int wiki[4][2] = {{0,0},{1,0},{0,1},{1,1}};
int next(int i,int j){
    if(i+2<j){
        return i+2;
    }else if(i+2==j){
        return i+1;
    }else if(i+2>j){
        return j+1;
    }
}
void srach(int i,int j,int h){
    int o=0;
    if(h==0){
        return;
    }else if(h==3){
        for(int l=0;l<4;l++){
            if(a[i+wiki[l][0]][j+wiki[l][1]]==1){
                x[o][sum]=i+wiki[l][0];
                y[o++][sum]=j+wiki[l][1];
                a[i+wiki[l][0]][j+wiki[l][1]]=0;
            }
        }
        sum++;
    }else if(h==4){
        for(int l=0;l<3;l++){
            x[o][sum]=i+wiki[l][0];
            y[o++][sum]=j+wiki[l][1];
            a[i+wiki[l][0]][j+wiki[l][1]]=0;
        }
        sum++;
        srach(i,j,1);
    }else if(h==2){
        bool c1=false;
        for(int l=0;l<4;l++){
            if(a[i+wiki[l][0]][j+wiki[l][1]]==1 && c1==false){
                x[o][sum]=i+wiki[l][0];
                y[o++][sum]=j+wiki[l][1];
                a[i+wiki[l][0]][j+wiki[l][1]]=0;
                c1=true;
            }else if(a[i+wiki[l][0]][j+wiki[l][1]]==0){
                x[o][sum]=i+wiki[l][0];
                y[o++][sum]=j+wiki[l][1];
                a[i+wiki[l][0]][j+wiki[l][1]]=1;
            }
        }
        sum++;
        srach(i,j,3);
    }else if(h==1){
        int p=0;
        for(int l=0;l<4;l++){
            if(a[i+wiki[l][0]][j+wiki[l][1]]==1){
                x[o][sum]=i+wiki[l][0];
                y[o++][sum]=j+wiki[l][1];
                a[i+wiki[l][0]][j+wiki[l][1]]=0;
            }else if(a[i+wiki[l][0]][j+wiki[l][1]]==0 && p<2){
                x[o][sum]=i+wiki[l][0];
                y[o++][sum]=j+wiki[l][1];
                a[i+wiki[l][0]][j+wiki[l][1]]=1;
                p++;
            }
        }
        sum++;
        srach(i,j,2);
    }
}
int main(){
    cin >> T;
    while(T--){
        sum=0;
        cin >> n >> m;
        for(int i=1;i<=n;i++){
            for(int j=1;j<=m;j++){
                char p;
                cin >> p;a[i][j]=int(p-'0');
            }
        }
        for(int i=1;i<=n;i=next(i,n)){
            for(int j=1;j<=m;j=next(j,m)){
                int h=0;
                for(int l=0;l<4;l++){
                    if(a[i+wiki[l][0]][j+wiki[l][1]]==1){
                        h++;
                    }
                }
                srach(i,j,h);
            }
        }
        cout << sum << endl;
        for(int i=0;i<sum;i++){
            for(int o=0;o<3;o++){
                cout << x[o][i] << " " << y[o][i] << " ";
            }
            cout << endl;
        }
    }
    return 0;
}
​