1 条题解

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    @ 2026-4-13 11:00:29

    一、题意重述

    在一个 n×mn \times m 的网格中(n,m5n, m \ge 5),每个格子可以放圆形(circle)或方形(square)的饼干。要求满足:

    任意连续三个格子(水平、垂直、两个对角线方向)不能出现相同形状。

    初始全空。进行 qq 次操作,每次在一个当前为空的格子中放入指定形状的饼干。
    在每次操作前后,输出在剩余空位中填满饼干的合法方案数,对 998244353998244353 取模。
    如果已放置的饼干已经违反条件,输出 00


    二、核心观察

    关键结论

    n,m5n, m \ge 5 时,整个网格只有 88 种全局合法的填充模式

    也就是说,无论网格多大,合法的完整填充方案数最多为 88
    因此,初始答案就是 88


    三、证明思路(对应题解中的三个 Claim)

    Claim 1

    不靠边角的任意 2×22 \times 2 子网格中,必须恰好有 22 个圆形和 22 个方形。

    • 反证法:假设有 33 个或 44 个相同形状。
    • 通过推导,必然会构造出三个连续相同形状(水平/垂直/对角线),违反条件。

    Claim 2

    不靠边角的任意 3×33 \times 3 子网格中,至少存在一个 2×22 \times 2 子网格属于以下四种“好模式”之一。

    好模式定义:

    • 反证法:假设 3×33 \times 3 中没有任何 2×22 \times 2 是好模式。
    • 则任意相邻格子形状不同(棋盘染色模式)。
    • 这会推导出主对角线或副对角线出现三个相同形状,违反条件。

    最终推导

    • 由 Claim 2,一定存在一个“好”的 2×22 \times 2 子网格。
    • 2×22 \times 2 可以唯一地向整个网格扩展(类似平铺)。
    • 四种好模式,每种可以向右平移一列,或向下平移一行,得到 4×2=84 \times 2 = 8 种全局模式。


    四、8 种模式的具体表示

    对于 n×mn \times m 的网格,记 ai,j=1a_{i,j} = 1 表示格子 (i,j)(i, j) 放圆形,00 表示放方形。
    88 种模式如下:

    1. ai,j=1    i+j2a_{i,j} = 1 \iff i + \lceil \frac{j}{2} \rceil 为奇数

    2. ai,j=1    i+j2a_{i,j} = 1 \iff i + \lceil \frac{j}{2} \rceil 为偶数

    3. ai,j=1    i+j2a_{i,j} = 1 \iff i + \lfloor \frac{j}{2} \rfloor 为奇数

    4. ai,j=1    i+j2a_{i,j} = 1 \iff i + \lfloor \frac{j}{2} \rfloor 为偶数

    5. ai,j=1    j+i2a_{i,j} = 1 \iff j + \lceil \frac{i}{2} \rceil 为奇数

    6. ai,j=1    j+i2a_{i,j} = 1 \iff j + \lceil \frac{i}{2} \rceil 为偶数

    7. ai,j=1    j+i2a_{i,j} = 1 \iff j + \lfloor \frac{i}{2} \rfloor 为奇数

    8. ai,j=1    j+i2a_{i,j} = 1 \iff j + \lfloor \frac{i}{2} \rfloor 为偶数


    五、算法实现

    思路

    • 维护一个长度为 88 的布尔数组 bbb[k]b[k] 表示第 kk 种模式当前是否仍然可能
    • 初始全为 true\text{true},答案为 88
    • 每次操作 (r,c,shape)(r, c, \text{shape})
      • 对每一种模式 kk,检查该模式下 (r,c)(r, c) 的预期形状是否与给定的 shape\text{shape} 一致。
      • 如果不一致,则 b[k]=falseb[k] = \text{false}
      • 如果某个 b[k]b[k] 已经是 false\text{false},不需要再检查。
    • 答案 = b[k]\sum b[k]
    • 如果答案为 00,后续操作保持 00

    判断方法(标程写法)

    对于模式 0, 1(第一组):

    • 计算 x=(r+c2)mod2x = (r + \lceil \frac{c}{2} \rceil) \bmod 2
    • 如果 x=1x = 1:模式 0 要求圆形,模式 1 要求方形
    • 如果 x=0x = 0:模式 0 要求方形,模式 1 要求圆形

    其他组类似,对应不同的公式:

    • 模式 2, 3:r+c2r + \lfloor \frac{c}{2} \rfloor
    • 模式 4, 5:c+r2c + \lceil \frac{r}{2} \rceil
    • 模式 6, 7:c+r2c + \lfloor \frac{r}{2} \rfloor

    六、代码解析(对应给定标程)

    void solve(int tc) { 
      int n, m, q;
      cin >> n >> m >> q;
      bool b[8] = {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1};
      int ans = 8;
      cout << ans << '\n';
      while(q--) {
        int r, c;
        string shape;
        cin >> r >> c >> shape;
        
        // 第 0、1 种模式
        if((r + (c+1) / 2) % 2) {
          b[0] &= (shape == "circle");
          b[1] &= (shape == "square");
        } else {
          b[0] &= (shape == "square");
          b[1] &= (shape == "circle");
        }
        
        // 第 2、3 种模式
        if((r + c / 2) % 2) {
          b[2] &= (shape == "circle");
          b[3] &= (shape == "square");
        } else {
          b[2] &= (shape == "square");
          b[3] &= (shape == "circle");
        }
        
        // 第 4、5 种模式
        if((c + (r+1) / 2) % 2) {
          b[4] &= (shape == "circle");
          b[5] &= (shape == "square");
        } else {
          b[4] &= (shape == "square");
          b[5] &= (shape == "circle");
        }
        
        // 第 6、7 种模式
        if((c + r / 2) % 2) {
          b[6] &= (shape == "circle");
          b[7] &= (shape == "square");
        } else {
          b[6] &= (shape == "square");
          b[7] &= (shape == "circle");
        }
        
        ans = 0;
        for(int i = 0; i < 8; i++) ans += b[i];
        cout << ans << '\n';
      }
    }
    

    七、复杂度分析

    • 每个操作:O(1)O(1)
    • 总复杂度:O(q)O(\sum q)
    • 空间:O(1)O(1)

    八、扩展讨论

    原题解最后提到:可以尝试解决 1min(n,m)41 \le \min(n, m) \le 4 的情况。
    此时上述 88 种模式不一定能覆盖所有合法方案,因为边角区域的约束变弱,会有更多模式。
    这是一个有趣的扩展方向,但本题核心已充分展示。


    九、总结

    要点 说明
    核心观察 大网格只有 88 种全局合法模式
    证明方法 通过 2×22\times 23×33\times 3 子网格推导
    实现方式 维护 88 种模式的可行性,每次操作排除不匹配的模式
    时间复杂度 O(q)O(\sum q)
    初始答案 88

    这道题属于 思维 > 代码 的典型 CF 题,一旦想到 88 种模式,就非常简单;否则很难入手。

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