#845855 (C++17) No.2236 Lights Out On Simple Graph

提出ソース

結果

問題	No.2236 Lights Out On Simple Graph
ユーザー	ecottea
提出日時	2023-03-03 22:44:32
言語	C++17 (gcc 12.3.0 + boost 1.83.0)
結果	AC
実行時間	3,953 ms / 4,000 ms
コード長	9,931 bytes
コンパイル時間	4,701 ms
コンパイル使用メモリ	272,360 KB
実行使用メモリ	4,348 KB
最終ジャッジ日時	2023-10-18 03:01:18
合計ジャッジ時間	211,903 ms
ジャッジサーバーID （参考情報）	judge15 / judge11

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入力	結果	実行時間実行使用メモリ
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ソースコード

raw source code

#ifndef HIDDEN_IN_VS // 折りたたみ用

// 警告の抑制
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

// ライブラリの読み込み
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

// 型名の短縮
using ll = long long; // -2^63 ～ 2^63 = 9 * 10^18（int は -2^31 ～ 2^31 = 2 * 10^9）
using pii = pair<int, int>;	using pll = pair<ll, ll>;	using pil = pair<int, ll>;	using pli = pair<ll, int>;
using vi = vector<int>;		using vvi = vector<vi>;		using vvvi = vector<vvi>;
using vl = vector<ll>;		using vvl = vector<vl>;		using vvvl = vector<vvl>;
using vb = vector<bool>;	using vvb = vector<vb>;		using vvvb = vector<vvb>;
using vc = vector<char>;	using vvc = vector<vc>;		using vvvc = vector<vvc>;
using vd = vector<double>;	using vvd = vector<vd>;		using vvvd = vector<vvd>;
template <class T> using priority_queue_rev = priority_queue<T, vector<T>, greater<T>>;
using Graph = vvi;

// 定数の定義
const double PI = acos(-1);
const vi DX = { 1, 0, -1, 0 }; // 4 近傍（下，右，上，左）
const vi DY = { 0, 1, 0, -1 };
int INF = 1001001001; ll INFL = 4004004004004004004LL;
double EPS = 1e-12;

// 入出力高速化
struct fast_io { fast_io() { cin.tie(nullptr); ios::sync_with_stdio(false); cout << fixed << setprecision(18); } } fastIOtmp;

// 汎用マクロの定義
#define all(a) (a).begin(), (a).end()
#define sz(x) ((int)(x).size())
#define lbpos(a, x) (int)distance((a).begin(), std::lower_bound(all(a), x))
#define ubpos(a, x) (int)distance((a).begin(), std::upper_bound(all(a), x))
#define Yes(b) {cout << ((b) ? "Yes\n" : "No\n");}
#define rep(i, n) for(int i = 0, i##_len = int(n); i < i##_len; ++i) // 0 から n-1 まで昇順
#define repi(i, s, t) for(int i = int(s), i##_end = int(t); i <= i##_end; ++i) // s から t まで昇順
#define repir(i, s, t) for(int i = int(s), i##_end = int(t); i >= i##_end; --i) // s から t まで降順
#define repe(v, a) for(const auto& v : (a)) // a の全要素（変更不可能）
#define repea(v, a) for(auto& v : (a)) // a の全要素（変更可能）
#define repb(set, d) for(int set = 0; set < (1 << int(d)); ++set) // d ビット全探索（昇順）
#define repp(a) sort(all(a)); for(bool a##_perm = true; a##_perm; a##_perm = next_permutation(all(a))) // a の順列全て（昇順）
#define smod(n, m) ((((n) % (m)) + (m)) % (m)) // 非負mod
#define uniq(a) {sort(all(a)); (a).erase(unique(all(a)), (a).end());} // 重複除去
#define EXIT(a) {cout << (a) << endl; exit(0);} // 強制終了

// 汎用関数の定義
template <class T> inline ll pow(T n, int k) { ll v = 1; rep(i, k) v *= n; return v; }
template <class T> inline bool chmax(T& M, const T& x) { if (M < x) { M = x; return true; } return false; } // 最大値を更新（更新されたら true を返す）
template <class T> inline bool chmin(T& m, const T& x) { if (m > x) { m = x; return true; } return false; } // 最小値を更新（更新されたら true を返す）

// 演算子オーバーロード
template <class T, class U> inline istream& operator>>(istream& is, pair<T, U>& p) { is >> p.first >> p.second; return is; }
template <class T> inline istream& operator>>(istream& is, vector<T>& v) { repea(x, v) is >> x; return is; }
template <class T> inline vector<T>& operator--(vector<T>& v) { repea(x, v) --x; return v; }
template <class T> inline vector<T>& operator++(vector<T>& v) { repea(x, v) ++x; return v; }

// 手元環境（Visual Studio）
#ifdef _MSC_VER
#include "local.hpp"
// 提出用（gcc）
#else
inline int popcount(int n) { return __builtin_popcount(n); }
inline int popcount(ll n) { return __builtin_popcountll(n); }
inline int lsb(int n) { return n != 0 ? __builtin_ctz(n) : -1; }
inline int lsb(ll n) { return n != 0 ? __builtin_ctzll(n) : -1; }
inline int msb(int n) { return n != 0 ? (31 - __builtin_clz(n)) : -1; }
inline int msb(ll n) { return n != 0 ? (63 - __builtin_clzll(n)) : -1; }
#define gcd __gcd
#define dump(...)
#define dumpel(v)
#define dump_list(v)
#define dump_list2D(v)
#define input_from_file(f)
#define output_to_file(f)
#define Assert(b) { if (!(b)) while (1) cout << "OLE"; }
#endif

#endif // 折りたたみ用


#if __has_include(<atcoder/all>)
#include <atcoder/all>
using namespace atcoder;

using mint = modint1000000007;
//using mint = modint998244353;
//using mint = modint; // mint::set_mod(m);

istream& operator>>(istream& is, mint& x) { ll x_; is >> x_; x = x_; return is; }
ostream& operator<<(ostream& os, const mint& x) { os << x.val(); return os; }
using vm = vector<mint>; using vvm = vector<vm>; using vvvm = vector<vvm>;
#endif


//【ビット行列】
/*
* ビット行列を表す構造体
*
* Bit_matrix<N>(int m, int n) : O(m N / 64)
*	m * n 零行列で初期化する．
*	制約：n <= N
*
* Bit_matrix<N>(int n) : O(n N / 64)
*	n * n 単位行列で初期化する．
*
* Bit_matrix<N>(vector<bitset<N>> a, int n) : O(m N / 64)
*	配列 a の要素で初期化する．
*
* Bit_matrix<N>(vi[vl] a, int n) : O(m N / 64)
*	a[i] の第 j ビット v[i][j] とする行列で初期化する．
*
* push_back(bitset<N> col) : O(N / 64)
*	最下行に col を追加する．
*
* A * x : O(m N / 64)
*	m * n 行列 A と n 次元列ベクトル x の積を返す．
*	制約：m <= N
*
* A * B : O(l m n)
*	l * m 行列 A と m * n 行列 B の積を返す．
*
* Bit_matrix<N> pow(ll d) : O(n^3 log d)
*	自身を d 乗した行列を返す．
*
* Bit_matrix<N> transpose() : O(m n)
*	自身を転置した行列を返す（N が十分大きいことを要確認）
*/
template <int N>
struct Bit_matrix {
	int m, n; // 行数, 列数（行列のサイズは m * n）
	vector<bitset<N>> v; // 行列の成分

	// コンストラクタ（初期化なし，零行列，単位行列，二次元配列）
	Bit_matrix() : m(0), n(0) {}
	Bit_matrix(int m, int n) : m(m), n(n), v(m) {}
	Bit_matrix(int n) : m(n), n(n), v(m) { rep(i, n) v[i][i] = 1; }
	Bit_matrix(const vector<bitset<N>>& a, int n) : m(sz(a)), n(n), v(a) {}
	Bit_matrix(const vi& a, int n) : m(sz(a)), n(n), v(m) { rep(i, m) v[i] = bitset<N>(a[i]); }
	Bit_matrix(const vl& a, int n) : m(sz(a)), n(n), v(m) { rep(i, m) v[i] = bitset<N>(a[i]); }

	// 代入
	Bit_matrix(const Bit_matrix& old) = default;
	Bit_matrix& operator=(const Bit_matrix& other) = default;

	// 比較
	bool operator==(const Bit_matrix& g) const { return m == g.m && n == g.n && v == g.v; }
	bool operator!=(const Bit_matrix& g) const { return !(*this == g); }

	// アクセス
	bitset<N> const& operator[](int i) const { return v[i]; }
	bitset<N>& operator[](int i) { return v[i]; }

	// 行の追加
	void push_back(const bitset<N>& col) { v.push_back(col); m++; }

	// 行列ベクトル積
	bitset<N> operator*(const bitset<N>& x) const {
		bitset<N> y;
		rep(i, m) y[i] = (v[i] & x).count() % 2;
		return y;
	}

	// 積
	Bit_matrix operator*(const Bit_matrix& b) const {
		Bit_matrix res(m, b.n);
		rep(i, res.m) rep(j, res.n) rep(k, n) res[i][j] = res[i][j] ^ (v[i][k] & b[k][j]);
		return res;
	}
	Bit_matrix& operator*=(const Bit_matrix& b) { *this = *this * b; return *this; }

	// 累乗
	Bit_matrix pow(ll d) const {
		Bit_matrix res(n), pow2 = *this;
		while (d > 0) {
			if ((d & 1) != 0) res *= pow2;
			pow2 *= pow2;
			d /= 2;
		}
		return res;
	}

	// 転置（A^T）
	Bit_matrix transpose() const {
		Bit_matrix res(n, m);
		rep(i, res.m) rep(j, res.n) res[i][j] = v[j][i];
		return res;
	}

#ifdef _MSC_VER
	friend ostream& operator<<(ostream& os, const Bit_matrix& a) {
		rep(i, a.m) {
			os << "[";
			rep(j, a.n) os << a.v[i][j] << (j < a.n - 1 ? " " : "]");
			if (i < a.m - 1) os << "\n";
		}
		return os;
	}
#endif
};


mt19937_64 mt;
vi p, q;


//【連立一次方程式】O(m n min(m, n) / 64)（の改変）
/*
* m×(n+1) 拡大係数行列 mat で表される連立一次方程式の解の 1 つを sol に格納する．
* 解が存在しないなら false を返す．
*
*（呼び出すとき solve_eq<N> としないと gcc でエラーになるので注意．）
*/
template <int N>
bool solve_eq(Bit_matrix<N>& mat, bitset<N>* sol = nullptr) {
	// verify : https://onlinejudge.u-aizu.ac.jp/problems/1308

	int m = mat.m, n = mat.n - 1;
	auto& v = mat.v;

	shuffle(all(p), mt);
	shuffle(q.begin(), q.begin() + n, mt);

	// ピボットの位置を記録しておくリスト
	vector<pii> pivots;

	// 未確定の列を記録しておくリスト
	list<int> rmd;
	repi(j, 0, n) rmd.push_back(j);

	rep(i, m) {
		// i 行目の係数を左から走査し 1 を見つける．
		auto it = rmd.begin();
		for (; it != rmd.end(); it++) {
			if (v[p[i]][q[*it]] == 1) break;
		}

		// 全てが 0 なら無視
		if (it == rmd.end()) continue;
		int j = *it;
		rmd.erase(it);

		// 定数項のみが 1 なら解なし
		if (j == n) return false;

		// j 列目に見つかったら j 列目が 1 である他の行と XOR をとる．
		pivots.push_back({ i, j });
		rep(i2, m) {
			if (v[p[i2]][q[j]] && i2 != i) v[p[i2]] ^= v[p[i]];
		}
	}

	// 解の例の構成
	if (sol != nullptr) {
		sol->reset();
		repe(pv, pivots) {
			(*sol)[pv.second] = v[p[pv.first]][q[n]];
		}
	}

	return true;
}


int main() {
//	input_from_file("input.txt");
//	output_to_file("output.txt");

	auto start = chrono::system_clock::now();
	mt = mt19937_64((int)time(NULL));
	
	int n, m;
	cin >> n >> m;

	p.resize(n); iota(all(p), 0);
	q.resize(m + 1); iota(all(q), 0);
	
	const int N = 64;

	Bit_matrix<N> mat0(n, m + 1);

	rep(i, m) {
		int a, b;
		cin >> a >> b;
		a--; b--;

		mat0[a][i] = 1;
		mat0[b][i] = 1;
	}

	rep(i, n) {
		int c;
		cin >> c;

		mat0[i][m] = c;
	}
	dump(mat0);

	int res = INF;
		
	while (1) {
		Bit_matrix<N> mat(mat0);

		bitset<N> sol;
		bool ex = solve_eq<N>(mat, &sol);
		dump(sol);

		if (!ex) EXIT(-1);

		chmin(res, (int)sol.count());

		auto now = chrono::system_clock::now();
		auto msec = chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(now - start).count();
		if (msec >= 3950) break;
	}

	cout << res << endl;
}

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