算法分类:
动态规划 dp
问题描述
X 国王有一个地宫宝库,是 n×m 个格子的矩阵,每个格子放一件宝贝,每个宝贝贴着价值标签。
地宫的入口在左上角,出口在右下角。
小明被带到地宫的入口,国王要求他只能向右或向下行走。
走过某个格子时,如果那个格子中的宝贝价值比小明手中任意宝贝价值都大,小明就可以拿起它(当然,也可以不拿)。
当小明走到出口时,如果他手中的宝贝恰好是 k 件,则这些宝贝就可以送给小明。
请你帮小明算一算,在给定的局面下,他有多少种不同的行动方案能获得这 k 件宝贝。
输入格式
第一行 3 个整数,n,m,k,含义见题目描述。
接下来 n 行,每行有 m 个整数 Ci 用来描述宝库矩阵每个格子的宝贝价值。
输出格式
输出一个整数,表示正好取 k 个宝贝的行动方案数。
该数字可能很大,输出它对 1000000007 取模的结果。
样例
数据范围
1≤n,m≤50,
1≤k≤12,
0≤Ci≤12
输入样例1:
2 2 2
1 2
2 1
输出样例1:
2
输入样例2:
2 3 2
1 2 3
2 1 5
输出样例2:
14
原因分析:
分析思路 首先 拿到题目会发现题目所给条件非常复杂 分析条件可知 需要解决在方格中恰好取k件物品的不同方案数
因此 考虑状态表示 根据闫氏思考法考虑dp问题 首先路径需要两位维(根据摘花生问题思考 状态表示应该为4维状态 f[i][j][k][c] 表示从(1,1)走到(i,j)时 恰好取k个方案时,且最后一次取得的物品价值为C的方案数
如下图所示 考虑状态计算 在划分状态时 首先考虑最简单的问题 也就是摘花生的问题 元素是从上到下还是从左到右到达该位置的 f[i-1][j] 和 f[i][j-1] 再继续划分
在这两种情况下 根据题目所给条件 最后的方案一定是取k个物品 根据01背包的思考模式 考虑最后一个物品选还是不选 依次为划分依据 不选的时候比较简单 表示不选最后一个格子的物品 也就是f[i][j-1][u][v]和f[i-1][j][u][v]
在选最后一个物品这种情况下 因为题目要求要保证选取的物品价值是单调上升的 所以对于选择最后一个物品这种方案,需要枚举他选择的倒数第二件物品的价值(这里的思考方式参考最长上升子序列问题 )
这样就得到了状态计算的方程 注意本题中的细节 1.初始化两个状态 2.枚举选择的物品个数应该从0枚举到k 物品的价值应该从0枚举到13 具体原因见代码注释
实现代码:
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
const int N = 55;
const int MOD = 1000000007;
//f[i][j][k][c] 这里的状态方程表示为从(1,1)到(i,j) 刚好取k个物品,且最后一次取的物品的价值为C的方案的个数
int f[N][N][13][14];
int w[N][N];
int n,m,k;
int main(){
cin >> n >> m >>k;
for(int i=1;i<=n;i++)
for(int j=1;j<=m;j++){
cin >> w[i][j];
w[i][j]++;//这里因为后面用到了价值为-1的点 避免数组越界 让价值从0-12 变成1-13
}
f[1][1][1][w[1][1]] = 1;
f[1][1][0][0] = 1;
for(int i=1;i<=n;i++){
for(int j=1;j<=m;j++){
if(i==1 && j==1) continue;
for(int u=0;u<=k;u++){
for(int v=0;v<=13;v++){
int &val = f[i][j][u][v];
//不取当前格子的物品
//从上到下选择
val = (val + f[i-1][j][u][v])%MOD;
//从左到右选择
val = (val + f[i][j-1][u][v])%MOD;
//取当前格子的物品 只有当取的格子的价值为C时才可以
if(u>0 && v==w[i][j]){
for(int c =0;c<v;c++){
//从上到下选择
val = (val + f[i-1][j][u-1][c])%MOD;
//从左到右选择
val = (val + f[i][j-1][u-1][c])%MOD;
}
}
}
}
}
}
int res = 0;
for(int i=0;i<=13;i++) res =(res + f[n][m][k][i]) %MOD;
cout<<res<<endl;
return 0;
}