1 条题解

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    @ 2025-10-14 11:23:32

    题目分析

    这是一个在特殊坐标系下的最大独立集计数问题。

    关键观察

    1. 坐标系特性:x轴与y轴夹角60度,这是一个斜角坐标系
    2. 点集筛选
      • 横纵坐标不全为偶数(排除全偶点)
      • 在三个方向上有范围限制:x∈[-2a+1, 2a-1], y∈[-2b+1, 2b-1], x+y∈[-2c+1, 2c-1]
    3. 相邻关系:每个点有6个相邻点,形成六边形网格

    解题思路

    第一步:坐标系转换

    将60度坐标系转换为更易处理的形式。考虑坐标变换:

    u = x
    v = x + 2y
    

    这样相邻关系会变成更规则的网格结构。

    第二步:奇偶性分析

    由于只排除"横纵坐标全为偶数"的点,可以将所有点按坐标奇偶性分为4类:

    • (奇, 奇)
    • (奇, 偶)
    • (偶, 奇)
    • (偶, 偶) ← 被排除

    实际上,这个六边形网格是一个二分图,可以按(u+v)的奇偶性划分。

    第三步:最大独立集

    在二分图中,最大独立集大小 = 总点数 - 最小点覆盖大小 根据König定理,在二分图中最小点覆盖 = 最大匹配

    因此问题转化为:

    1. 计算满足条件的点数
    2. 计算这个二分图的最大匹配
    3. 计算达到最大匹配的方案数

    第四步:三维范围处理

    三个不等式定义了一个六边形区域:

    • -2a+1 ≤ x ≤ 2a-1
    • -2b+1 ≤ y ≤ 2b-1
    • -2c+1 ≤ x+y ≤ 2c-1

    这可以看作三维空间中的长方体约束。

    算法框架

    对于每组数据(a,b,c):

    1. 计算总点数:通过容斥原理计算满足三个范围约束且不全为偶数的点数
    2. 建立二分图模型:按(x+y)的奇偶性划分点集
    3. 计算最大匹配:在特殊网格结构中,最大匹配有组合表达式
    4. 计算方案数:使用组合数学方法计算达到最大匹配的染色方案数

    复杂度分析

    • 直接枚举所有点:O(abc) 不可行(最大10^18)
    • 需要数学推导出闭式解或递推公式
    • 目标复杂度:O(1) 或 O(log n) 每组数据

    实现要点

    1. 利用对称性简化问题
    2. 对a,b,c进行排序,假设a≤b≤c
    3. 分类讨论不同情况:
      • 当约束很紧时(六边形很小)
      • 当约束较松时(接近完整网格)
    4. 使用模运算处理大数

    结论

    这道题需要深厚的组合数学功底,通过巧妙的坐标变换和奇偶性分析,将几何问题转化为图论问题,再通过组合计数得到最终解。是ZJOI中的经典难题。

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