#B3791. [信息与未来 2023] 电路布线

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[信息与未来 2023] 电路布线

题目描述

电路布局布线(Circuit Layout and Routing)是电子设计自动化(EDA)领域的一个重要概念,它涉及到在电路板或集成电路上安排和连接电子元件的过程。这个过程的目标是在满足电气性能、信号完整性、电磁兼容性等要求的同时,实现对空间、成本和生产工艺的优化。

小小现在需要解决一个简化的电路布线问题,在一个 n×mn × m 的方格中进行电路布线。其中:

  • 井号 # 标记的格子已经被占用,不能布线。
  • 加号 + 标记的格子会连接到电路的其他部分,必须被布线。在给定的电路布线问题中,至少有一个格子必须被布线。
  • 点号 . 标记的格子小小有权选择是否布线:布线即将该格标记为加号,不布线即保持为点号。

小小的任务是选择尽可能多的格子进行布线 (将 . 的格子标记为 +),满足:

  1. 布线电路连通。即从任意一个已布线的格子,都能通过上、下、左、右移动到相邻已布线格子的方式,到达任意另一个布线的格子。
  2. 布线不存在短路 (回路),即不存在某个布线的格子能通过 >2> 2 步的上、下、左、右移动到相邻布线格子的方式回到自身,且经过的格子各不相同。

例如,以下是一个电路布线问题,已有三个格子被标记为必须布线 (加号):

#....#
....+#
.+####
.+...#

以下展示了一种合法和两种不合法的布线方案:

#+.+.# #.+..# #++..#
+++++# ..+++# .++++#
.+#### .+#### .+####
.++++# .+...# .+...#
合法 不连通 有回路

输入格式

输入第一行是两个空格分隔的整数 nnmm,代表布线问题格子的行数和列数。

接下来 nn 行,每行 mm 个字符(#+. 中的一个),描述了具体的布线问题。

输入数据保证至少存在一种合法的布线方案。输入数据中至少有一个 +

输出格式

输出 nn 行,每行 mm 个字符,代表最优的布线方案,其中被布线的格子尽可能多。如有多种可能的方案,输出任意一种即可。

2 2
+.
..
+.
++
3 5
...+#
..###
....+
++++#
.+###
+++++
5 6
..++..
.#..#.
.#..#.
.#..#.
......
++++++
+#.+#+
+#+.#+
+#++#+
++.+++

提示

数据规模

对于 40%40\% 的数据,满足 n×m16n × m \le 16

对于 100%100\% 的数据,满足 1n,m61\le n, m \le 6

评分标准

在你的布线方案合法(连通且无回路)的前提下:

  • 如果你的方案是最优布线方案,即布线的格子最多,该测试点得满分。
  • 否则,该测试点得一半分数。

本题原始满分为 20pts20\text{pts}


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