24/13 26/14 28/15 30/16 32/17 (সি #)
সম্পাদনা:
আমার উত্তর থেকে পুরানো তথ্য মুছে ফেলা হয়েছে। আমি বেশিরভাগ পিটার টেলারের মতোই অ্যালগরিদম ব্যবহার করছি ( সম্পাদনা: দেখে মনে হয় তিনি এখন আরও ভাল অ্যালগরিদম ব্যবহার করছেন), যদিও আমি আমার নিজস্ব কিছু অপ্টিমাইজেশান যুক্ত করেছি:
- আমি একই ভেক্টর রাশির সাথে কলাম সেটগুলি অনুসন্ধানের "মাঝখানে মিলিত হওয়া" কৌশলটি প্রয়োগ করেছি ( এই কেনেনিটির মন্তব্যে প্রস্তাবিত )। এই কৌশলটি মেমরির ব্যবহারকে অনেক উন্নত করেছে, তবে এটি ধীরে ধীরে, তাই আমি
HasPropertyXFastফাংশনটি যুক্ত করেছি , এটি "মাঝখানে দেখা" পদ্ধতির ব্যবহারের আগে সমান পরিমাণের সাথে ছোট ছোট সেট রয়েছে কিনা তা দ্রুত পরীক্ষা করে।
HasPropertyXFast
ফাংশনে কলাম সেটগুলির মাধ্যমে পুনরাবৃত্তি করার সময় , আমি 1 টি কলাম দিয়ে কলাম সেটগুলি পরীক্ষা করা শুরু করি, তারপরে 2, 3 এবং আরও কিছু দিয়ে। কলামের অঙ্কগুলির প্রথম সংঘর্ষের সাথে সাথে ফাংশনটি ফিরে আসে। অনুশীলনে এর অর্থ হ'ল আমাকে সাধারণত কয়েক লক্ষ বা কয়েক হাজার কলাম সেট চেক করতে হবে কয়েক লক্ষের চেয়ে।- আমি
longপুরো কলামগুলি এবং তাদের ভেক্টরের পরিমাণগুলি সঞ্চয় এবং তুলনা করতে ভেরিয়েবলগুলি ব্যবহার করছি । এই পদ্ধতিটি অ্যারে হিসাবে কলামগুলির তুলনা করার চেয়ে কমপক্ষে তাত্পর্যপূর্ণ ক্রম।
- আমি
long
ডেটা টাইপ এবং আমার ব্যবহারের নিদর্শনগুলির জন্য অনুকূলিত হ্যাশसेटটির নিজস্ব বাস্তবায়ন যুক্ত করেছি ।
- আমি মেমরির বরাদ্দ সংখ্যা কমাতে এবং কর্মক্ষমতা উন্নত করতে আবেদনের পুরো জীবনকালের জন্য একই 3 টি হ্যাশসেট পুনরায় ব্যবহার করছি।
- মাল্টিথ্রেডিং সমর্থন।
প্রোগ্রাম আউটপুট:
00000000000111011101010010011111
10000000000011101110101001001111
11000000000001110111010100100111
11100000000000111011101010010011
11110000000000011101110101001001
11111000000000001110111010100100
01111100000000000111011101010010
00111110000000000011101110101001
10011111000000000001110111010100
01001111100000000000111011101010
00100111110000000000011101110101
10010011111000000000001110111010
01001001111100000000000111011101
10100100111110000000000011101110
01010010011111000000000001110111
10101001001111100000000000111011
11010100100111110000000000011101
Score: 32/17 = 1,88235294117647
Time elapsed: 02:11:05.9791250
কোড:
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
class Program
{
const int MaxWidth = 32;
const int MaxHeight = 17;
static object _lyndonWordLock = new object();
static void Main(string[] args)
{
Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();
double maxScore = 0;
const int minHeight = 17; // 1
for (int height = minHeight; height <= MaxHeight; height++)
{
Console.WriteLine("Row count = " + height);
Console.WriteLine("Time elapsed: " + sw.Elapsed + "\r\n");
int minWidth = Math.Max(height, (int)(height * maxScore) + 1);
for (int width = minWidth; width <= MaxWidth; width++)
{
#if MULTITHREADING
int[,] matrix = FindMatrixParallel(width, height);
#else
int[,] matrix = FindMatrix(width, height);
#endif
if (matrix != null)
{
PrintMatrix(matrix);
Console.WriteLine("Time elapsed: " + sw.Elapsed + "\r\n");
maxScore = (double)width / height;
}
else
break;
}
}
}
#if MULTITHREADING
static int[,] FindMatrixParallel(int width, int height)
{
_lyndonWord = 0;
_stopSearch = false;
int threadCount = Environment.ProcessorCount;
Task<int[,]>[] tasks = new Task<int[,]>[threadCount];
for (int i = 0; i < threadCount; i++)
tasks[i] = Task<int[,]>.Run(() => FindMatrix(width, height));
int index = Task.WaitAny(tasks);
if (tasks[index].Result != null)
_stopSearch = true;
Task.WaitAll(tasks);
foreach (Task<int[,]> task in tasks)
if (task.Result != null)
return task.Result;
return null;
}
static volatile bool _stopSearch;
#endif
static int[,] FindMatrix(int width, int height)
{
#if MULTITHREADING
_columnSums = new LongSet();
_left = new LongSet();
_right = new LongSet();
#endif
foreach (long rowTemplate in GetLyndonWords(width))
{
int[,] matrix = new int[width, height];
for (int x = 0; x < width; x++)
{
int cellValue = (int)(rowTemplate >> (width - 1 - x)) % 2;
for (int y = 0; y < height; y++)
matrix[(x + y) % width, y] = cellValue;
}
if (!HasPropertyX(matrix))
return matrix;
#if MULTITHREADING
if (_stopSearch)
return null;
#endif
}
return null;
}
#if MULTITHREADING
static long _lyndonWord;
#endif
static IEnumerable<long> GetLyndonWords(int length)
{
long lyndonWord = 0;
long max = (1L << (length - 1)) - 1;
while (lyndonWord <= max)
{
if ((lyndonWord % 2 != 0) && PrecedesReversal(lyndonWord, length))
yield return lyndonWord;
#if MULTITHREADING
lock (_lyndonWordLock)
{
if (_lyndonWord <= max)
_lyndonWord = NextLyndonWord(_lyndonWord, length);
else
yield break;
lyndonWord = _lyndonWord;
}
#else
lyndonWord = NextLyndonWord(lyndonWord, length);
#endif
}
}
static readonly int[] _lookup =
{
32, 0, 1, 26, 2, 23, 27, 0, 3, 16, 24, 30, 28, 11, 0, 13, 4, 7, 17,
0, 25, 22, 31, 15, 29, 10, 12, 6, 0, 21, 14, 9, 5, 20, 8, 19, 18
};
static int NumberOfTrailingZeros(uint i)
{
return _lookup[(i & -i) % 37];
}
static long NextLyndonWord(long w, int length)
{
if (w == 0)
return 1;
int currentLength = length - NumberOfTrailingZeros((uint)w);
while (currentLength < length)
{
w += w >> currentLength;
currentLength *= 2;
}
w++;
return w;
}
private static bool PrecedesReversal(long lyndonWord, int length)
{
int shift = length - 1;
long reverse = 0;
for (int i = 0; i < length; i++)
{
long bit = (lyndonWord >> i) % 2;
reverse |= bit << (shift - i);
}
for (int i = 0; i < length; i++)
{
if (reverse < lyndonWord)
return false;
long bit = reverse % 2;
reverse /= 2;
reverse += bit << shift;
}
return true;
}
#if MULTITHREADING
[ThreadStatic]
#endif
static LongSet _left = new LongSet();
#if MULTITHREADING
[ThreadStatic]
#endif
static LongSet _right = new LongSet();
static bool HasPropertyX(int[,] matrix)
{
long[] matrixColumns = GetMatrixColumns(matrix);
if (matrixColumns.Length == 1)
return false;
return HasPropertyXFast(matrixColumns) || MeetInTheMiddle(matrixColumns);
}
static bool MeetInTheMiddle(long[] matrixColumns)
{
long[] leftColumns = matrixColumns.Take(matrixColumns.Length / 2).ToArray();
long[] rightColumns = matrixColumns.Skip(matrixColumns.Length / 2).ToArray();
if (PrepareHashSet(leftColumns, _left) || PrepareHashSet(rightColumns, _right))
return true;
foreach (long columnSum in _left.GetValues())
if (_right.Contains(columnSum))
return true;
return false;
}
static bool PrepareHashSet(long[] columns, LongSet sums)
{
int setSize = (int)System.Numerics.BigInteger.Pow(3, columns.Length);
sums.Reset(setSize, setSize);
foreach (long column in columns)
{
foreach (long sum in sums.GetValues())
if (!sums.Add(sum + column) || !sums.Add(sum - column))
return true;
if (!sums.Add(column) || !sums.Add(-column))
return true;
}
return false;
}
#if MULTITHREADING
[ThreadStatic]
#endif
static LongSet _columnSums = new LongSet();
static bool HasPropertyXFast(long[] matrixColumns)
{
int width = matrixColumns.Length;
int maxColumnCount = width / 3;
_columnSums.Reset(width, SumOfBinomialCoefficients(width, maxColumnCount));
int resetBit, setBit;
for (int k = 1; k <= maxColumnCount; k++)
{
uint columnMask = (1u << k) - 1;
long sum = 0;
for (int i = 0; i < k; i++)
sum += matrixColumns[i];
while (true)
{
if (!_columnSums.Add(sum))
return true;
if (!NextColumnMask(columnMask, k, width, out resetBit, out setBit))
break;
columnMask ^= (1u << resetBit) ^ (1u << setBit);
sum = sum - matrixColumns[resetBit] + matrixColumns[setBit];
}
}
return false;
}
// stolen from Peter Taylor
static bool NextColumnMask(uint mask, int k, int n, out int resetBit, out int setBit)
{
int gap = NumberOfTrailingZeros(~mask);
int next = 1 + NumberOfTrailingZeros(mask & (mask + 1));
if (((k - gap) & 1) == 0)
{
if (gap == 0)
{
resetBit = next - 1;
setBit = next - 2;
}
else if (gap == 1)
{
resetBit = 0;
setBit = 1;
}
else
{
resetBit = gap - 2;
setBit = gap;
}
}
else
{
if (next == n)
{
resetBit = 0;
setBit = 0;
return false;
}
if ((mask & (1 << next)) == 0)
{
if (gap == 0)
{
resetBit = next - 1;
setBit = next;
}
else
{
resetBit = gap - 1;
setBit = next;
}
}
else
{
resetBit = next;
setBit = gap;
}
}
return true;
}
static long[] GetMatrixColumns(int[,] matrix)
{
int width = matrix.GetLength(0);
int height = matrix.GetLength(1);
long[] result = new long[width];
for (int x = 0; x < width; x++)
{
long column = 0;
for (int y = 0; y < height; y++)
{
column *= 13;
if (matrix[x, y] == 1)
column++;
}
result[x] = column;
}
return result;
}
static int SumOfBinomialCoefficients(int n, int k)
{
int result = 0;
for (int i = 0; i <= k; i++)
result += BinomialCoefficient(n, i);
return result;
}
static int BinomialCoefficient(int n, int k)
{
long result = 1;
for (int i = n - k + 1; i <= n; i++)
result *= i;
for (int i = 2; i <= k; i++)
result /= i;
return (int)result;
}
static void PrintMatrix(int[,] matrix)
{
int width = matrix.GetLength(0);
int height = matrix.GetLength(1);
for (int y = 0; y < height; y++)
{
for (int x = 0; x < width; x++)
Console.Write(matrix[x, y]);
Console.WriteLine();
}
Console.WriteLine("Score: {0}/{1} = {2}", width, height, (double)width / height);
}
}
class LongSet
{
private static readonly int[] primes =
{
17, 37, 67, 89, 113, 149, 191, 239, 307, 389, 487, 613, 769, 967, 1213, 1523, 1907,
2389, 2999, 3761, 4703, 5879, 7349, 9187, 11489, 14369, 17971, 22469, 28087, 35111,
43889, 54869, 68597, 85751, 107197, 133999, 167521, 209431, 261791, 327247, 409063,
511333, 639167, 798961, 998717, 1248407, 1560511, 1950643, 2438309, 3047909,
809891, 4762367, 5952959, 7441219, 9301529, 11626913, 14533661, 18167089, 22708867,
28386089, 35482627, 44353297, 55441637, 69302071, 86627603, 108284507, 135355669,
169194593, 211493263, 264366593, 330458263, 413072843, 516341057, 645426329,
806782913, 1008478649, 1260598321
};
private int[] _buckets;
private int[] _nextItemIndexes;
private long[] _items;
private int _count;
private int _minCapacity;
private int _maxCapacity;
private int _currentCapacity;
public LongSet()
{
Initialize(0, 0);
}
private int GetPrime(int capacity)
{
foreach (int prime in primes)
if (prime >= capacity)
return prime;
return int.MaxValue;
}
public void Reset(int minCapacity, int maxCapacity)
{
if (maxCapacity > _maxCapacity)
Initialize(minCapacity, maxCapacity);
else
ClearBuckets();
}
private void Initialize(int minCapacity, int maxCapacity)
{
_minCapacity = GetPrime(minCapacity);
_maxCapacity = GetPrime(maxCapacity);
_currentCapacity = _minCapacity;
_buckets = new int[_maxCapacity];
_nextItemIndexes = new int[_maxCapacity];
_items = new long[_maxCapacity];
_count = 0;
}
private void ClearBuckets()
{
Array.Clear(_buckets, 0, _currentCapacity);
_count = 0;
_currentCapacity = _minCapacity;
}
public bool Add(long value)
{
int bucket = (int)((ulong)value % (ulong)_currentCapacity);
for (int i = _buckets[bucket] - 1; i >= 0; i = _nextItemIndexes[i])
if (_items[i] == value)
return false;
if (_count == _currentCapacity)
{
Grow();
bucket = (int)((ulong)value % (ulong)_currentCapacity);
}
int index = _count;
_items[index] = value;
_nextItemIndexes[index] = _buckets[bucket] - 1;
_buckets[bucket] = index + 1;
_count++;
return true;
}
private void Grow()
{
Array.Clear(_buckets, 0, _currentCapacity);
const int growthFactor = 8;
int newCapacity = GetPrime(_currentCapacity * growthFactor);
if (newCapacity > _maxCapacity)
newCapacity = _maxCapacity;
_currentCapacity = newCapacity;
for (int i = 0; i < _count; i++)
{
int bucket = (int)((ulong)_items[i] % (ulong)newCapacity);
_nextItemIndexes[i] = _buckets[bucket] - 1;
_buckets[bucket] = i + 1;
}
}
public bool Contains(long value)
{
int bucket = (int)((ulong)value % (ulong)_buckets.Length);
for (int i = _buckets[bucket] - 1; i >= 0; i = _nextItemIndexes[i])
if (_items[i] == value)
return true;
return false;
}
public IReadOnlyList<long> GetValues()
{
return new ArraySegment<long>(_items, 0, _count);
}
}
কনফিগারেশন ফাইল:
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
<runtime>
<gcAllowVeryLargeObjects enabled="true" />
</runtime>
</configuration>