1 条题解

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    @ 2025-10-19 21:33:51

    题意理解

    我们有一个 ( N \times M ) 的网格花园,每个格子种一种花(花的种类编号 1 到 ( K )),要求满足:

    1. 每种花至少出现一次
    2. 同种花的格子必须形成一个连通块(路径上所有格子同色)。
    3. 每个格子必须有且只有两个相邻格子种同种花

    “相邻”指上下左右四方向相邻。


    条件 3 的含义

    条件 3 是说:对于任意一个格子,数它的四个邻居中与自己花色相同的个数,必须恰好等于 2。

    这意味着同色连通块的形状必须是环或直线,不能有分支或端点。
    因为:

    • 如果某个格子有 0 个同色邻居 → 孤立点,不行。
    • 如果某个格子有 1 个同色邻居 → 端点,不行。
    • 如果某个格子有 3 或 4 个同色邻居 → 分支或全包围,不行。

    所以每个同色连通块是一个简单环(在网格图上)或者一条闭合路径(即环)。


    观察与性质

    1. 整个网格被若干个环覆盖,每个环一种颜色。
    2. 环的长度至少是 4(网格中最小环是 2×2 的方块)。
    3. 每个环占据的格子数是偶数(因为环在网格中是二分的)。
    4. 所以 ( N \times M ) 必须是偶数,否则无法分成若干环(每个环偶数格)。
    5. 环的最小大小是 4,所以 ( K \le \frac{NM}{4} )。
    6. 同时 ( K \ge 1 ) 且每种花至少出现一次,所以 ( K \le NM ) 但实际上界更小。

    代码思路分析

    1. 初步判断

    if (1ll * n * m > 2e5 || (n & 1) || (m & 1))
        return (void)puts("NO");
    
    • 如果 ( N \times M > 2\times 10^5 ) 直接 NO(题目约束 S ≤ 2e5,这里提前剪枝)。
    • 如果 ( N ) 或 ( M ) 是奇数 → 总格子数奇数 → 无法分成偶数长度的环 → NO。

    所以 ( N ) 和 ( M ) 必须都是偶数


    2. 调整方向

    int rev = (n > m);
    if (rev) swap(n, m);
    

    为了方便构造,总是让 ( n \le m )。


    3. 可行性判断

    if (k < m/2 || k > n*m/4 || k == n*m/4 - 1 || (n == m && k == n/2 + 1))
        return (void)puts("NO");
    

    这里 ( m/2 ) 是下界,( n*m/4 ) 是上界(全是最小的 4 格环时的最大颜色数)。
    另外排除了某些特殊情况(不可行的 ( K ) 值)。


    4. 构造方法

    核心函数:

    • pnt0(u, d, l, r):在矩形区域 [u,d]×[l,r] 内用类似棋盘格染色方式填充(相邻格同色形成 2×2 块)。
    • pnt1(u, d, l, r):画一个矩形边框(同色),形成一个环。

    构造思路是:

    • 把大网格分成若干环,每个环一种颜色。
    • 通过调整环的大小和位置,使得环的数量正好等于 ( K )。
    • pnt0 填充内部区域,用 pnt1 画环的边界。

    5. 分情况构造

    代码分几种情况:

    1. id == n/2:接近最大环数的情况。
    2. k < id:某种参数范围。
    3. k <= 2*id-2:另一种参数范围。
    4. 其他情况。

    每种情况通过组合 pnt0pnt1 来画出正确数量的环。


    6. 输出

    如果之前交换过 ( N, M ),输出时转置。


    算法标签

    • 构造法 (Construction)
    • 网格图染色 (Grid Coloring)
    • 环分解 (Cycle Decomposition)
    • 特判与分类讨论 (Casework)

    构造的核心思想

    网格中构造环的常见技巧:

    • 用 2×2 方块作为最小环。
    • 用矩形边框作为环。
    • 通过连接和断开环来调整环的数量。

    本题的难点在于恰好用 ( K ) 种颜色,并且每个环大小至少为 4,且所有格子被环覆盖。


    样例验证

    例如样例:

    4 4 4
    

    输出:

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

    这是 4 个 2×2 的环,每个环一种颜色,满足条件。


    总结

    这道题是一个比较复杂的网格构造题,需要深入分析条件,找到图论模型(每个连通块是一个环),然后通过精巧的构造方法实现任意可行的 ( K )。
    代码通过几种预定义模式 + 参数调整来完成构造,避免了通用但复杂的环覆盖算法。

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    信息

    ID
    3518
    时间
    1000ms
    内存
    256MiB
    难度
    10
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