【USACO 2.2.4】派对灯

【描述】

在IOI98的节日宴会上，我们有N(10<=N<=100)盏彩色灯，他们分别从1到N被标上号码。 这些灯都连接到四个按钮：

按钮1：当按下此按钮，将改变所有的灯：本来亮着的灯就熄灭，本来是关着的灯被点亮。
按钮2：当按下此按钮，将改变所有奇数号的灯。
按钮3：当按下此按钮，将改变所有偶数号的灯。
按钮4：当按下此按钮，将改变所有序号是3*K+1(K>=0)的灯。例如：1,4,7...

一个计数器C记录按钮被按下的次数。当宴会开始，所有的灯都亮着，此时计数器C为0。

你将得到计数器C(0<=C<=10000)上的数值和经过若干操作后某些灯的状态。写一个程序去找出所有灯最后可能的与所给出信息相符的状态，并且没有重复。

【格式】

PROGRAM NAME: lamps

INPUT FORMAT:

(file lamps.in)

不会有灯会在输入中出现两次。

第一行: N。

第二行: C最后显示的数值。

第三行: 最后亮着的灯,用一个空格分开，以-1为结束。

第四行: 最后关着的灯,用一个空格分开，以-1为结束。

OUTPUT FORMAT:

(file lamps.out)

每一行是所有灯可能的最后状态(没有重复)。每一行有N个字符，第1个字符表示1号灯，最后一个字符表示N号灯。0表示关闭，1表示亮着。这些行必须从小到大排列（看作是二进制数）。

如果没有可能的状态，则输出一行'IMPOSSIBLE'。

【分析】

 #include <cstdlib>
 #include <iostream>
 #include <cstring>
 #include <cmath>
 #include <cstdio>
 #include <queue>
 #include <algorithm>
 const int Max=(<<)+;
 using namespace std;
 struct node
 {
        int state;
        int step;//已经走过的步数
 }sta;
 int Check[],n,c,ans[Max];
 int vis[(<<)+][],ans_point=;
 inline int MOD(int t) {return (t%)==?:t%;}//取模运算
 inline int get(int num,int i) {return (num&(<<i))==(<<i);}
 void bfs();
 bool check(int num);
 int main()
 {
     int t,i,j;
     //文件操作
     freopen("lamps.in","r",stdin);
     freopen("lamps.out","w",stdout);
     memset(Check,-,sizeof(Check));

     scanf("%d%d",&n,&c);
     while (scanf("%d",&t) && t!=-) Check[MOD(t)]=;//最后亮着的
     while (scanf("%d",&t) && t!=-) Check[MOD(t)]=;//最后黑着的
     bfs();
     sort(ans,ans+ans_point);
     if (ans_point==) printf("IMPOSSIBLE\n");
     for (i=;i<ans_point;i++)
     {
         for (j=;j<=n;j++) printf("%d",get(ans[i],MOD(j)-));
         printf("\n");
     }
     return ;
 }
 void bfs()
 {
      memset(vis,,sizeof(vis));
      queue<node>Q;
      sta.state=(<<)-;sta.step=;
      Q.push(sta);
      while (!Q.empty())
      {
            node u=Q.front();Q.pop();
            if (check(u.state) && u.step==c) {ans[ans_point++]=u.state;continue;}
            node v;v=u;
            v.step=u.step+;
            //四种操作
            v.state=v.state^((<<)-);if (vis[v.state][v.step]==) {vis[v.state][v.step]=;Q.push(v);}v=u;v.step=u.step+;
            v.state=v.state^()^(<<)^(<<);if (vis[v.state][v.step]==) {vis[v.state][v.step]=;Q.push(v);}v=u;v.step=u.step+;
            v.state=v.state^(<<)^(<<)^(<<);if (vis[v.state][v.step]==) {vis[v.state][v.step]=;Q.push(v);}v=u;v.step=u.step+;
            v.state=v.state^()^(<<);if (vis[v.state][v.step]==) {vis[v.state][v.step]=;Q.push(v);}v=u;v.step=u.step+;
      }
 }
 bool check(int num)
 {
      for (int i=;i<min(n,);i++) if (Check[i+]!=get(num,i) && Check[i+]!=-) return ;
      return ;
 }