कुछ बिट्स को हटाएं और गिनें


26

2^nलंबाई nऔर मान के सभी विभिन्न बाइनरी स्ट्रिंग्स पर विचार करें n > 2। आपको b < n/2बाइनरी स्ट्रिंग्स में से प्रत्येक से बिल्कुल बिट्स को हटाने की अनुमति है , जिससे लंबाई के तार n-bशेष रह जाएंगे। शेष भिन्न स्ट्रिंग्स की संख्या इस बात पर निर्भर करती है कि आप किन बिट्स को हटाते हैं। अपने उद्देश्य को मानते हुए संभव के रूप में कुछ शेष विभिन्न स्ट्रिंग्स को छोड़ना है, यह चुनौती कोड लिखने के लिए है कि आप कितने फ़ंक्शन के रूप में छोड़ सकते हैं n

उदाहरण, n=3और b = 1। आप केवल दो तार छोड़ सकते हैं 11और 00

के लिए n=9और b = 1,2,3,4हमारे पास है70,18,6,2

के लिए n=8और b = 1,2,3हमारे पास है40,10,4

के लिए n=7और b = 1,2,3हमारे पास है20,6,2

के लिए n=6और b = 1,2हमारे पास है12,4

के लिए n=5और b = 1,2हमारे पास है6,2

यह प्रश्न मूल रूप से मेरे द्वारा 2014 में एमओ पर एक अलग रूप में प्रस्तुत किया गया था ।

इनपुट और आउटपुट

आपका कोड पूर्णांक में लेना चाहिए nऔर bशुरू होने b = 0और बढ़ने के प्रत्येक मूल्य के लिए एक पूर्णांक आउटपुट देता है ।

स्कोर

आपका स्कोर सबसे बड़ा nहै जिसके लिए आपका कोड b < n/2मेरे लिनक्स आधारित पीसी पर एक मिनट से कम समय में सभी के लिए पूरा हो जाता है । टाई टूटने के मामले में, bसंयुक्त सबसे बड़ी nजीत के लिए आपका कोड सबसे बड़ा हो जाता है । उस मानदंड पर टाई टूटने के मामले में, सबसे बड़े मूल्यों के लिए सबसे तेज़ कोड nऔर bनिर्णय। यदि समय एक दूसरे के दूसरे या दो के भीतर हैं, तो पहली पोस्ट की गई उत्तर जीत होती है।

भाषा और पुस्तकालय

आप अपनी पसंद की लाइब्रेरी की किसी भी भाषा का उपयोग कर सकते हैं। क्योंकि मुझे आपका कोड चलाना है, अगर यह मुफ्त में (बीयर में) और लिनक्स में काम करने में मदद करेगा।


मैं b > 0अतिरिक्त इनपुट-आवश्यकता के रूप में मान रहा हूं ? या परिणाम के रूप में बस n=3और b=0उत्पादन होगा 2^n?
केविन क्रूज़सेन

@KevinCruijssen यह 2^nवास्तव में उत्पादन करना चाहिए ।
अनुष

इसके अलावा, आप कहते हैं कि इनपुट एकल nऔर एकल है b, लेकिन स्कोर सबसे बड़ा nहै जिसके लिए कोड b < n/2एक मिनट के भीतर सभी को पूरा करता है। क्या nउस मामले में एकल इनपुट होना बेहतर नहीं होगा , और सभी परिणामों के लिए आउटपुट होगा 0 <= b < n/2? या हमें दो प्रोग्राम / फ़ंक्शंस प्रदान करने चाहिए: एक दो इनपुट लेने nऔर b, और एक केवल इनपुट लेने nऔर सभी परिणाम रेंज में आउटपुट करने के लिए 0 <= b < n/2?
केविन क्रूज़सेन

2
खैर, मैंने पहले ही आपकी चुनौती को बढ़ा दिया था, इसलिए मैं इसे दोबारा नहीं कर सकता। :) हालाँकि मुझे इस बात की कोई जानकारी नहीं है कि इस कुशलता से गणना कैसे की जाती है (कुशल ओ एल्गोरिदम कुछ ऐसे थे जो मैं हमेशा खराब रहा हूँ .. और आईटी कॉलेज में कुछ विषयों में से एक मुझे कुछ समय के लिए फिर से करना पड़ा), ऐसा लगता है एक बहुत ही रोचक चुनौती। मैं यह देखने के लिए उत्सुक हूं कि लोग क्या जवाब देते हैं।
केविन क्रूज़सेन

2
क्या एक काम करने का उदाहरण है? यह शुद्धता के संदर्भ में, लेकिन गति की तुलना के लिए भी, एक अच्छी जगह होगी।
अधिकतम

जवाबों:


6

पायथन 2.7 / गुरोबी एन = 9

यह समाधान बूलियन मिक्स्ड-इंटेगर प्रॉब्लम्स (एमआईपी) के लिए गुरोबी के आईएलपी सॉल्वर का बहुत सीधा उपयोग है।

समस्या के आकार को हल करने के लिए 1 के पूरक में समरूपता निकालने के लिए एकमात्र चाल है।

Gurobi LLC के सीमित समय "मुक्त" लाइसेंस का उपयोग करते हुए हम 2000 बाधाओं तक सीमित हैं, लेकिन 10 डेल 1 को हल करना मेरे लैपटॉप पर वैसे भी 60 सेकंड की समय-सीमा से बाहर है।

from gurobipy import *
from itertools import combinations

def mincover(n,d):
    bs = pow(2,n-1-d)
    m = Model()
    m.Params.outputFlag = 0
    b = {}
    for i in range(bs):
      b[i] = m.addVar(vtype=GRB.BINARY, name="b%d" % i)
    m.update()
    for row in range(pow(2,n-1)):
      x = {}
      for i in combinations(range(n), n-d):
        v = 0
        for j in range(n-d):
          if row & pow(2,i[j]):
            v += pow(2,j)
        if v >= bs:
          v = 2*bs-1-v
        x[v] = 1
      m.addConstr(quicksum(b[i] for i in x.keys()) >= 1)
    m.setObjective(quicksum(b[i] for i in range(bs) ), GRB.MINIMIZE)
    m.optimize()
    return int(round(2*m.objVal,0))

for n in range(4,10):
    for d in range((n//2)+1):
        print n, d, mincover(n,d)

अद्यतन + कोर: 10,2 का इष्टतम समाधान आकार 31 है (उदाहरण के लिए देखें) गुरोबी दिखाता है कि आकार 30 का कोई सममित समाधान मौजूद नहीं है (रिटर्न समस्याग्रस्त है) .. [30 पर असममित व्यवहार्यता दिखाने का मेरा प्रयास 9.5hrs रनटाइम के बाद अनिर्णीत रहा] जैसे बिट पूर्णांक 0 7 13 14 25 28 35 36 49 56 63 64 95 106 118 128 147 159 170 182 195 196 200 207 225 231 240 243 249 252 255या के पैटर्न0 7 13 14 19 25 28 35 36 49 56 63 64 95 106 118 128 159 170 182 195 196 200 207 225 231 240 243 249 252 255


आपने "सबसे तेज़ दावा किया गया अनंत इनाम" रिकॉर्ड तोड़ दिया?
user202729

मुझे यहां कोई इनाम नहीं मिलता, आपका क्या मतलब है?
jayprich

@ user202729 हाँ .. मैंने इसे बहुत कम सेट किया है। मुझे इसे n = 10 :)
Anush

वास्तव में इसे n = 9 पर हल करना आसान बात नहीं है। यही कारण है कि ओपी एक मौजूदा पुस्तकालय (जो मेरे जैसे हाथ से लिखे गए समाधान से बेहतर माना जाता है) का उपयोग करता है।
user202729

1
धन्यवाद @ChristianSievers मुझे एमओ का दावा है कि 10,2 में केवल असममित ऑप्टिमा है जिसे मैं न तो सत्यापित कर सकता हूं और न ही सत्यापित कर सकता हूं। अगर मैं समरूपता धारणा शॉर्टकट को हटा देता हूं, जो n = 9 तक काम करता है, तो यह पता चलता है कि अभी भी आवश्यक समय में Gurobi n = 9 तक हल हो सकता है।
jayprich

3

सी ++, एन = 6

कुछ छोटे अनुकूलन के साथ जानवर बल।

#include<cassert>
#include<iostream>
#include<vector>

// ===========
/** Helper struct to print binary representation.
`std::cout<<bin(str,len)` prints (str:len) == the bitstring 
represented by last (len) bits of (str).
*/
struct bin{
    int str,len;
    bin(int str,int len):str(str),len(len){}
};
std::ostream& operator<<(std::ostream& str,bin a){
    if(a.len)
        return str<<bin(a.str>>1,a.len-1)<<char('0'+(a.str&1));
    else if(a.str)
        return str<<"...";
    else
        return str;
}
// ===========

/// A patten of (len) bits of ones.
int constexpr pat1(int len){
    return (1<<len)-1;
}

// TODO benchmark: make (res) global variable?

/**Append all distinct (subseqs+(sfx:sfxlen)) of (str:len) 
with length (sublen) to (res).
*/
void subseqs_(
    int str,int len,int sublen,
    int sfx,int sfxlen,
    std::vector<int>& res
){
    // std::cout<<"subseqs_ : str = "<<bin(str,len)<<", "
    // "sublen = "<<sublen<<", sfx = "<<bin(sfx,sfxlen)<<'\n';

    assert(len>=0);

    if(sublen==0){ // todo remove some branches can improve perf?
        res.push_back(sfx);
        return;
    }else if(sublen==len){
        res.push_back(str<<sfxlen|sfx);
        return;
    }else if(sublen>len){
        return;
    }

    if(str==0){
        res.push_back(sfx);
        return;
    }

    int nTrail0=0;
    for(int ncut;str&&nTrail0<sublen;

        ++nTrail0,
        ncut=__builtin_ctz(~str)+1, // cut away a bit'0' of str
        // plus some '1' bits
        str>>=ncut,
        len-=ncut
    ){
        ncut=__builtin_ctz(str)+1; // cut away a bit'1' of str
        subseqs_(str>>ncut,len-ncut,sublen-nTrail0-1,
            sfx|1<<(sfxlen+nTrail0),sfxlen+nTrail0+1,
            res
        ); // (sublen+sfxlen) is const. TODO global var?
    }

    if(nTrail0+len>=sublen) // this cannot happen if len<0
        res.push_back(sfx);
}

std::vector<int> subseqs(int str,int len,int sublen){
    assert(sublen<=len);
    std::vector<int> res;
    if(__builtin_popcount(str)*2>len){ // too many '1's, flip [todo benchmark]
        subseqs_(pat1(len)^str,len,sublen,0,0,res);
        int const p1sublen=pat1(sublen);
        for(int& r:res)r^=p1sublen;
    }else{
        subseqs_(str,len,sublen,0,0,res);
    }
    return res;
}

// ==========

/** Append all distinct (supersequences+(sfx:sfxlen)) of (str:len)
with length (suplen) to (res).
Define (a) to be a "supersequence" of (b) iff (b) is a subsequence of (a).
*/
void supseqs_(
    int str,int len,int suplen,
    int sfx,int sfxlen,
    std::vector<int>& res
){
    assert(suplen>=len);

    if(suplen==0){
        res.push_back(sfx);
        return;
    }else if(suplen==len){
        res.push_back(str<<sfxlen|sfx);
        return;
    }

    int nTrail0; // of (str)
    if(str==0){
        res.push_back(sfx);
        // it's possible that the supersequence is '0000..00'
        nTrail0=len;
    }else{
        // str != 0 -> str contains a '1' bit ->
        // supersequence cannot be '0000..00'
        nTrail0=__builtin_ctz(str);
    }
    // todo try `nTrail0=__builtin_ctz(str|1<<len)`, eliminates a branch
    // and conditional statement

    for(int nsupTrail0=0;nsupTrail0<nTrail0;++nsupTrail0){
        // (nsupTrail0+1) last bits of supersequence matches with 
        // nsupTrail0 last bits of str.
        supseqs_(str>>nsupTrail0,len-nsupTrail0,suplen-1-nsupTrail0,
            sfx|1<<(nsupTrail0+sfxlen),sfxlen+nsupTrail0+1,
            res);
    }

    int const strMatch=str?nTrail0+1:len; 
    // either '1000..00' or (in case str is '0000..00') the whole (str)

    for(int nsupTrail0=suplen+strMatch-len;nsupTrail0-->nTrail0;){
        // because (len-strMatch)<=(suplen-1-nsupTrail0),
        // (nsupTrail0<suplen+strMatch-len).

        // (nsupTrail0+1) last bits of supersequence matches with
        // (strMatch) last bits of str.
        supseqs_(str>>strMatch,len-strMatch,suplen-1-nsupTrail0,
            sfx|1<<(nsupTrail0+sfxlen),sfxlen+nsupTrail0+1,
            res);
    }

    // todo try pulling constants out of loops
}

// ==========

int n,b;
std::vector<char> done;
unsigned min_undone=0;

int result;
void backtrack(int nchoice){
    assert(!done[min_undone]);
    ++nchoice;
    std::vector<int> supers_s;
    for(int s:subseqs(min_undone,n,n-b)){
        // obviously (s) is not chosen. Try choosing (s)
        supers_s.clear();
        supseqs_(s,n-b,n,0,0,supers_s);
        for(unsigned i=0;i<supers_s.size();){
            int& x=supers_s[i];
            if(!done[x]){
                done[x]=true;
                ++i;
            }else{
                x=supers_s.back();
                supers_s.pop_back();
            }
        }

        unsigned old_min_undone=min_undone;
        while(true){
            if(min_undone==done.size()){
                // found !!!!
                result=std::min(result,nchoice);
                goto label1;
            }
            if(not done[min_undone])
                break;
            ++min_undone;
        }
        if(nchoice==result){
            // backtrack more will only give worse result
            goto label1;
        }

        // note that nchoice is already incremented
        backtrack(nchoice);

        label1: // undoes the effect of (above)
        for(int x:supers_s)
            done[x]=false;
        min_undone=old_min_undone;
    }
}

int main(){
    std::cin>>n>>b;

    done.resize(1<<n,0);
    result=1<<(n-b); // the actual result must be less than that

    backtrack(0);
    std::cout<<result<<'\n';
}

स्थानीय रूप से चलाएं:

[user202729@archlinux golf]$ g++ -std=c++17 -O2 delbits.cpp -o delbits
[user202729@archlinux golf]$ time for i in $(seq 1 3); do ./delbits <<< "6 $i"; done
12
4
2

real    0m0.567s
user    0m0.562s
sys     0m0.003s
[user202729@archlinux golf]$ time ./delbits <<< '7 1'
^C

real    4m7.928s
user    4m7.388s
sys     0m0.173s
[user202729@archlinux golf]$ time for i in $(seq 2 3); do ./delbits <<< "7 $i"; done
6
2

real    0m0.040s
user    0m0.031s
sys     0m0.009s

1
अगर यह मेरा है तो दूसरों को अपना कोड पोस्ट करने के लिए प्रोत्साहित करने के लिए ज्यादातर।
user202729

कृपया! ... (नोट: यह एक सेट कवर समस्या का एक उदाहरण है।)
user202729

1
मैं इस पर काम कर रहा हूँ। मैं इसे करने के किसी भी स्मार्ट तरीके के साथ नहीं आ सकता। यदि कोई अन्य व्यक्ति उत्तर नहीं देता है, तो मैं खदान रख दूंगा जो केवल n = 4 तक ही जा सकता है।
23
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