Considere todas as 2^ndiferentes cadeias binárias de comprimento ne assuma n > 2. Você tem permissão para excluir exatamente os b < n/2bits de cada uma das cadeias binárias, deixando as cadeias de comprimento n-brestantes. O número de strings distintas restantes depende de quais bits você exclui. Supondo que seu objetivo seja deixar o menor número possível de strings diferentes restantes, esse desafio é escrever um código para calcular o quão poucos você pode deixar em função de n.

Exemplo n=3e b = 1. Você pode deixar apenas as duas strings 11e 00.

Para n=9e b = 1,2,3,4temos70,18,6,2

Para n=8e b = 1,2,3temos40,10,4

Para n=7e b = 1,2,3temos20,6,2

Para n=6e b = 1,2temos12,4

Para n=5e b = 1,2temos6,2

Esta pergunta foi originalmente feita por mim em 2014 de uma forma diferente no MO .

Entrada e saída

Seu código deve incluir um número inteiro ne gerar um único número inteiro para cada valor de binício b = 0e aumento.

Ponto

Sua pontuação é a maior npara a qual seu código é concluído b < n/2em menos de um minuto no meu PC com Linux. Em caso de desempate, o maior que o bseu código atingir para as maiores nvitórias conjuntas . No caso de quebra de empate também nesse critério, o código mais rápido para os maiores valores de ne bdecide. Se o tempo estiver dentro de um ou dois segundos um do outro, a primeira resposta publicada vence.

Línguas e bibliotecas

Você pode usar qualquer idioma da biblioteca que desejar. Como eu tenho que executar o seu código, ajudaria se fosse gratuito (como na cerveja) e funcionasse no Linux.

Python 2.7 / Gurobi n = 9

Essa solução é um uso muito direto do solucionador ILP de Gurobi para os problemas de número inteiro misto (MIP) booleanos.

O único truque é eliminar a simetria no complemento de 1 para reduzir pela metade os tamanhos dos problemas.

Usando a licença "gratuita" por tempo limitado da Gurobi LLC, estamos restritos a 2000 restrições, mas a solução 10 del 1 está bem fora do prazo de 60 segundos no meu laptop.

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)

UPDATE + CORR: 10,2 possui o tamanho ideal da solução 31 (veja por exemplo) Gurobi não mostra nenhuma solução simétrica do tamanho 30 (retorna um problema inviável) .. [minha tentativa de mostrar viabilidade assimétrica em 30 permaneceu inconclusiva após 9,5 horas de execução], por exemplo, bit padrões de números inteiros 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 255ou0 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

C ++, n = 6

Força bruta com algumas pequenas otimizações.

#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';
}

Executar localmente:

[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