Calcular o número de matrizes com somas apropriadas

12

Ao multiplicar monômios na base Milnor para a álgebra de Steenrod, parte do algoritmo envolve enumerar certas "matrizes permitidas".

Dadas duas listas de números inteiros não negativos r 1 , ..., r m e s 1 , ..., s n , uma matriz de números inteiros não negativos X

uma matriz

é permitido se

  1. A soma da j-ésima coluna é menor ou igual a s j :

    restrição de somas de coluna

  2. A soma da i-ésima linha ponderada pelas potências de 2 é menor ou igual a r i :

    restrição de somas de linha

Tarefa

Escreva um programa que pegue um par de listas r 1 , ..., r m e s 1 , s 1 , ..., s n e calcule o número de matrizes permitidas para essas listas. Seu programa pode opcionalmente considerar m e n como argumentos adicionais, se necessário.

  • Esses números podem ser inseridos em qualquer formato que se queira, por exemplo, agrupados em listas ou codificados em unário ou qualquer outra coisa.

  • A saída deve ser um número inteiro positivo

  • Aplicam-se brechas padrão.

Pontuação

Este é o código golf: A solução mais curta em bytes vence.

Exemplos:

Para [2]e [1], existem duas matrizes permitidas:

Exemplo 1

Para [4]e [1,1]existem três matrizes permitidas:

exemplo 2

Para [2,4]e [1,1]existem cinco matrizes permitidas:

exemplo 3

Casos de teste:

   Input: [1], [2]
   Output: 1

   Input: [2], [1]
   Output: 2

   Input: [4], [1,1]
   Output: 3

   Input: [2,4], [1,1]   
   Output: 5      

   Input: [3,5,7], [1,2]
   Output: 14

   Input: [7, 10], [1, 1, 1]
   Output: 15       

   Input: [3, 6, 16, 33], [0, 1, 1, 1, 1]
   Output: 38      

   Input: [7, 8], [3, 3, 1]
   Output: 44

   Input: [2, 6, 15, 18], [1, 1, 1, 1, 1]
   Output: 90       

   Input: [2, 6, 7, 16], [1, 3, 2]
   Output: 128

   Input: [2, 7, 16], [3, 3, 1, 1]
   Output: 175
de capuz
fonte
1
Na IMO, a definição seria mais fácil de entender se você perder a primeira linha e coluna das matrizes, indexar a partir de 1 e usar <= em vez de ==.
Peter Taylor
OK vai fazer. Eu apenas copiei a definição de um livro de matemática e ele tinha um uso real para essas entradas.
Hood

Respostas:

3

JavaScript (ES7), 163 bytes

f=([R,...x],s)=>1/R?[...Array(R**s.length)].reduce((k,_,n)=>(a=s.map((_,i)=>n/R**i%R|0)).some(c=>(p+=c<<++j)>R,p=j=0)?k:k+f(x,s.map((v,i)=>v-a[i])),0):!/-/.test(s)

Casos de teste

NB : removi os dois casos de teste mais demorados desse trecho, mas eles devem passar também.

Comentado

f = (                               // f = recursive function taking:
  [R,                               //   - the input array r[] splitted into:
      ...x],                        //     R = next element / x = remaining elements
  s                                 //   - the input array s[]
) =>                                //
  1 / R ?                           // if R is defined:
    [...Array(R**s.length)]         //   for each n in [0, ..., R**s.length - 1],
    .reduce((k, _, n) =>            //   using k as an accumulator:
      (a =                          //     build the next combination a[] of
        s.map((_, i) =>             //     N elements in [0, ..., R - 1]
          n / R**i % R | 0          //     where N is the length of s[]
        )                           //
      ).some(c =>                   //     for each element c in a[]:
        (p += c << ++j)             //       increment j; add c * (2**j) to p
        > R,                        //       exit with a truthy value if p > R
        p = j = 0                   //       start with p = j = 0
      ) ?                           //     end of some(); if truthy:
        k                           //       just return k unchanged
      :                             //     else:
        k +                         //       add to k the result of
        f(                          //       a recursive call to f() with:
          x,                        //         the remaining elements of r[]
          s.map((v, i) => v - a[i]) //         s[] updated by subtracting the values of a[]
        ),                          //       end of recursive call
      0                             //     initial value of the accumulator k
    )                               //   end of reduce()
  :                                 // else:
    !/-/.test(s)                    //   return true if there's no negative value in s[]
Arnauld
fonte
1

Geléia , 26 bytes

UḄ€Ḥ>⁴
0rŒpṗ⁴L¤µS>³;ÇẸµÐḟL

Um programa completo com S , R que imprime a contagem

Experimente online!

Quão?

UḄ€Ḥ>⁴ - Link 1, row-wise comparisons: list of lists, M
U      - upend (reverse each)
 Ḅ€    - convert €ach from binary (note bit-domain is unrestricted, e.g. [3,4,5] -> 12+8+5)
   Ḥ   - double (vectorises) (equivalent to the required pre-bit-shift by one)
     ⁴ - program's 2nd input, R
    >  - greater than? (vectorises)

0rŒpṗ⁴L¤µS>³;ÇẸµÐḟL - Main link: list S, list R
0r                  - inclusive range from 0 to s for s in S
  Œp                - Cartesian product of those lists
       ¤            - nilad followed by link(s) as a nilad:
     ⁴              -   program's 2nd input, R
      L             -   length
    ṗ               - Cartesian power = all M with len(R) rows & column values in [0,s]
        µ      µÐḟ  - filter discard if:
         S          -   sum (vectorises) = column sums
           ³        -   program's 1st input, S
          >         -   greater than? (vectorises) = column sum > s for s in S
             Ç      -   call the last link (1) as a monad = sum(2^j × row) > r for r in R
            ;       -   concatenate
              Ẹ     -   any truthy?
                  L - length
Jonathan Allan
fonte
1

Wolfram Language (Mathematica) , 101 bytes

Deixe o Mathematica resolvê-lo como um sistema de desigualdades sobre os números inteiros. Montei uma matriz simbólica fe enfiei sobre três conjuntos de desigualdades. Join@@apenas nivela a lista Solve.

Length@Solve[Join@@Thread/@{Tr/@(t=f~Array~{q=(l=Length)@#2,l@#})<=#2,2^[email protected]<=#,t>=0},Integers]&

Experimente online!

Kelly Lowder
fonte
0

Mathematica 139 bytes

Tr@Boole[k=Length[a=#]+1;AllTrue[a-Rest[##+0],#>=0&]&@@@Tuples[BinCounts[#,{2r~Prepend~0}]&/@IntegerPartitions[#,All,r=2^Range@k/2]&/@#2]]&

Experimente online

Explicação: As divisórias cada um dos r i em potências de 2 e, em seguida, faz com que todos os tuplos com uma decomposição em potências de dois para cada número inteiro, subtrair os totais de coluna a partir da lista de a s i . Conte o número de tuplas que fazem todas as entradas restantes serem positivas.

de capuz
fonte
2
normalmente é desencorajado a responder seu próprio desafio até que outros já tenham enviado nesse idioma.
HyperNeutrino
@HyperNeutrino Posso excluí-lo se você acha que é uma boa ideia. Isso não é super cuidadoso, então é bem provável que outras pessoas possam fazer melhor.
Hood
3
Embora não seja uma coisa ruim provar que é solucionável, não recomendo estragar a solução tão rapidamente. Talvez espere uma semana primeiro ou algo assim.
Erik the Outgolfer
Então, devo excluí-lo ou deixá-lo agora que o publiquei?
Hood
Eu deixaria. Pace Erik Acho que não estraga nada: a existência de uma solução é óbvia pelo fato de que as matrizes que respeitam a restrição de soma da coluna são finitas e facilmente geradas.
Peter Taylor