1 条题解
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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
- 坐标系特性:x轴与y轴夹角60度,这是一个斜角坐标系
- 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]
- 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:
- 计算满足条件的点数
- 计算这个二分图的最大匹配
- 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):
- 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
- 建立二分图模型:按(x+y)的奇偶性划分点集
- 计算最大匹配:在特殊网格结构中,最大匹配有组合表达式
- 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
- 利用对称性简化问题
- 对a,b,c进行排序,假设a≤b≤c
- 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)
- 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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信息
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