剪刀石头布游戏

2006 年百度之星程序设计大赛初赛题目 4

N 个小孩正在和你玩一种剪刀石头布游戏。 N 个小孩中有一个是裁判，其余小孩分成三组（不排除某些组没有任何成员的可能性），但是你不知道谁是裁判，也不知道小孩们的分组情况。然后，小孩们开始玩剪刀石头布游戏，一共玩 M 次，每次任意选择两个小孩进行一轮，你会被告知结果，即两个小孩的胜负情况，然而你不会得知小孩具体出的是剪刀、石头还是布。已知各组的小孩分别只会出一种手势（因而同一组的两个小孩总会是和局），而裁判则每次都会随便选择出一种手势，因此没有人会知道裁判到底会出什么。请你在 M 次剪刀石头布游戏结束后，猜猜谁是裁判。如果你能猜出谁是裁判，请说明最早在第几次游戏结束后你就能够确定谁是裁判。

输入格式：

输入文件包含多组测试数据。每组测试数据第一行为两个整数 N 和 M （ 1 ≤ N ≤ 500 ， 0 ≤ M ≤ 2000 ），分别为小孩的个数和剪刀石头布游戏进行的次数。接下来 M 行，每行两个整数且中间以一个符号隔开。两个整数分别为进行游戏的两个小孩各自的编号，为小于 N 的非负整数。符号的可能值为“ = ”、“ > ”和“ < ”，分别表示和局、第一个小孩胜和第二个小孩胜三种情况。

输出格式：

每组测试数据输出一行，若能猜出谁是裁判，则输出身为裁判的小孩的编号，并输出在第几次游戏结束后就能够确定谁是裁判。如果无法确定谁是裁判，或者发现剪刀石头布游戏的胜负情况不合理（即无论谁是裁判都会出现矛盾），则输出相应的信息。具体输出格式请参考输出样例。

输入样例

3 3

0<1

1<2

2<0

3 5

0<1

0>1

1<2

1>2

0<2

4 4

0<1

0>1

2<3

2>3

1 0

输出样例

Can not determine

Player 1 can be determined to be the judge after 4 lines

Impossible

Player 0 can be determined to be the judge after 0 lines

说明：

共有 5 个测试数据集，每个测试数据集为一个输入文件，包含多组测试数据。每个测试数据集从易到难分别为 5 、 10 、 15 、 30 和 40 分，对每个测试数据集分别执行一次程序，每次必须在运行时限 3 秒内结束程序并输出正确的答案才能得分。

所有数据均从标准输入设备（ stdin/cin ）读入，并写出到标准输出设备 （ stdout/cout ）中。

五个测试数据集中输入 N 分别不大于 20 、 50 、 100 、 200 和 500 ，各有 10 组测试数据。

//说明：最低四位表示child分组状态，0：未分组，1/2/3:三组，4：裁判//次低四位表示child检查状态，0：在以前数据中未出现，//1：已出现一次，第二次出现即可进行检查判断，2：检查后可能是裁判，3：检查后不可能是裁判//using System;using System.Collections.Generic;using System.Collections;using System.Collections.Specialized;using System.Threading;using System.IO;public class childclqr    {        int n;        int m;        int[,] data;        int[] child;        int[] maybecps;        int cpps=-1;        string result;         public string Result        { get { done();return result; } }        public childclqr(int n,int m,string[]ss)        {            this.n = n; this.m = m;             data=new int[m,4];            child=new int[n];            maybecps=new int[n+1];            for (int k = 0; k < m; k++)            {                data[k, 0] = 0;                sws(ss[k],k);            }        }        public childclqr(string infile,string outfile)        {            FileStream fs = new FileStream(infile,FileMode.Open,FileAccess.Read);            StreamReader sr = new StreamReader(fs);            FileStream fo = new FileStream(outfile,FileMode.Create,FileAccess.Write);            StreamWriter sw = new StreamWriter(fo);            string s = sr.ReadLine();            while(s!=null)            {                string[] t = s.Split();                n = int.Parse(t[0]);                m = int.Parse(t[1]);                t=new string[m];                for (int j = 0; j < m; j++)                    t[j] = sr.ReadLine();                childclqr c = new childclqr(n,m,t);                sw.WriteLine(c.Result);                s = sr.ReadLine();            }            sr.Close();            sw.Close();        }        void sws(string s,int n)        {            data[n, 1] = 0;            data[n, 3] = 0;            int k = 0;            while (s[k] <= '9' && s[k] >= '0')                 data[n, 1] = 10 * data[n, 1] + s[k++] - '0';            data[n, 2] = s[k++];            while(k<s.Length)            data[n, 3] = 10 * data[n, 3] + s[k++] - '0';            if (data[n, 2] == '<')            {                                 data[n, 2] = data[n, 1];                data[n, 1] = data[n, 3];                data[n, 3] = data[n, 2];                data[n, 2] = '>';            }        }        bool maybecp(int c,int k)//在前k组data中假设c为cp，是否没有矛盾        {            int j=0;            for (; j < n; j++)       //清除分组情况                child[j] &= 0xf0;            int left = k + 1,begin=0;            for (j = 0; j <= k; j++)       //有c的data置1，其余置0            {                if (data[j, 1] == c || data[j, 3] == c)                { data[j, 0] = 1; left--; }                else                    data[j, 0] = 0;            }            child[c] |= 4;       //c置为cp            while (left > 1)       //left为剩余data，剩余至少两条时进行计算            {                while (data[begin, 0] == 1) begin++;       //找到第一个未计算的data                child[data[begin, 1]] += 1;       //假定第一个child的分组                for (j = begin; j <=k; j++)                    if(data[j,0]==0)                    {                        int za = child[data[j, 1]]%16, zb = child[data[j, 3]]%16;                        int sign = data[j, 2];                        data[j, 0] = 1;                        left--;                        if (za > 0 && zb > 0)       //若双方已分组，则判断是否有矛盾，有则返回错误                        { if ((sign == '=' && za != zb) || (za != (zb + 1) % 3 + 1))return false; }                        //一方已分组，一方未知，确定未知方的分组，并返回begin重新计算                        else if (za == 0 && zb > 0)                               {                            if (sign == '=') child[data[j, 1]] += zb;                            else child[data[j, 1]] += (zb + 1) % 3 + 1;                            j = begin - 1;                        }                        else if (za > 0 && zb == 0)                        {                            if (sign == '=') child[data[j, 3]] += za;                            else child[data[j, 3]] += za % 3 + 1;                            j = begin - 1;                        }                        else       //双方都未分组，原begin已计算，则重定为当前值                         { data[j, 0] = 0; left++; if (data[begin, 0] == 1)begin = j; }                    }            }            return true;       //没有矛盾，返回true        }        void readytomaybe(int b,int k)        {            if (child[b] >> 4 == 1)            {                if (maybecp(b, k))                {                    child[b] += 0x10;                    maybecps[++maybecps[0]] = b;                    if (maybecps[0] == 1)                        cpps = k;                    return;                }                else                {                    child[b] += 0x20;                    return;                }            }        }        void toleft(int mlen)        {            if (mlen!=maybecps[0]&&maybecps[0] > 0)                {                    int r = 1;                    while (maybecps[r] != -1) r++;                    int p = r+1;                    while (r<=maybecps[0])                    {                        while(maybecps[p]==-1)p++;                        maybecps[r++] = maybecps[p];                        maybecps[p++]=-1;                    }                }        }        void anay(int k)        {             int a=data[k,1];            int b = data[k, 3];            if (child[a] >> 4 == 0 || child[b] >> 4 == 0)    //若ab中有一个以前未出现            {                int t = a;                a = child[a] >> 4 == 0 ? a : b;                b = t != a ? t : b;                child[a] |= 0x10;     //将a设为ready                if (child[b] >> 4 == 0)                { child[b] |= 0x10; return; }                else                    readytomaybe(b,k);     //若b为ready则进行检查                return;            }            else            {                int t=-1,mlen = maybecps[0];                if (mlen == 1) t = maybecps[1];                for (int j = 1; j <=mlen; j++)    //检查maybecps中的每个成员                    if (!maybecp(maybecps[j], k))                    {                         child[maybecps[j]] += 0x10;                        maybecps[j] = -1;                        maybecps[0]--;                    }                toleft(mlen);    //调整maybecps                readytomaybe(a,k);                readytomaybe(b,k);                if (maybecps[0] == 1 && t != maybecps[1])    //若有变化，记下cpps                    cpps = k;            }        }        void done()        {            if (m == 0)            { result = "Player 0 can be determined to be the judge after 0 lines "; return; }            for (int k = 0; k < m; k++)                anay(k);            if (maybecps[0] == 0)                result = "Impossible !";            else if (maybecps[0] == 1)                result = string.Format("Child {0} is judge,he can be judged after {1} lines",maybecps[1],cpps+1);            else result = "Can not determine!";        }    }