[Light OJ] 1092 - Lighted Panels

Author            : Dipu Kumar Mohanto 
                    CSE, Batch - 6
                    BRUR.
Problem Statement : 1092 - Lighted Panels
Source            : Light Online Judge
Category          : Dynamic Programing
Algorithm         : Bitmask DP
Verdict           : Accepted

#include "bits/stdc++.h"  
#include "ext/pb_ds/assoc_container.hpp"  
#include "ext/pb_ds/tree_policy.hpp"  
#include "ext/rope"  
  
using namespace std;  
using namespace __gnu_pbds;  
using namespace __gnu_cxx;  
  
#define FI              freopen("in.txt", "r", stdin)  
#define FO              freopen("out.txt", "w", stdout)  
#define FAST            ios_base::sync_with_stdio(false), cin.tie(NULL), cout.tie(NULL)  
  
#define FOR(i, n)       for (int i = 1; i <= n; i++)  
#define For(i, n)       for (int i = 0; i < n; i++)  
#define ROF(i, n)       for (int i = n; i >= 1; i--)  
#define Rof(i, n)       for (int i = n-1; i >= 0; i--)  
#define FORI(i, n)      for (auto i : n)  
#define FORAB(i, a, b)  for (int i = a; i <= b; i++)  
  
#define ll              long long  
#define ull             unsigned long long  
#define vi              vector <int>  
#define vl              vector <ll>  
#define pii             pair <int, int>  
#define pll             pair <ll, ll>  
#define mk              make_pair  
#define ff              first  
#define ss              second  
#define eb              emplace_back  
#define em              emplace  
#define pb              push_back  
#define ppb             pop_back  
#define All(a)          a.begin(), a.end()  
#define memo(a, b)      memset(a, b, sizeof a)  
#define Sort(a)         sort(All(a))  
#define ED(a)           Sort(a), a.erase(unique(All(a)), a.end())  
#define rev(a)          reverse(All(a))  
#define sz(a)           (int)a.size()  
#define max3(a, b, c)   max(a, max(b, c))  
#define min3(a, b, c)   min(a, min(b, c))  
#define maxAll(a)       *max_element(All(a))  
#define minAll(a)       *min_element(All(a))  
#define allUpper(a)     transform(All(a), a.begin(), :: toupper)  
#define allLower(a)     transform(All(a), a.begin(), :: tolower)  
#define endl            '\n'  
#define nl              puts("")  
#define ub              upper_bound  
#define lb              lower_bound  
#define Exp             exp(1.0)  
#define PIE             2*acos(0.0)  
#define Sin(a)          sin(((a)*PIE)/180.0)  
#define EPS             1e-9  
  
template <typename T> using orderset = tree <T, null_type, less <T>, rb_tree_tag, tree_order_statistics_node_update>;  
  
// rope <int> Rope;  
  
// int dr[] = {1, -1, 0, 0}; // 4 Direction  
// int dc[] = {0, 0, 1, -1};  
// int dr[] = {0, 0, 1, -1, 1, 1, -1, -1}; // 8 Direction  
// int dc[] = {1, -1, 0, 0, 1, -1, 1, -1};  
// int dr[] = {-1, 1, -2, -2, -1, 1, 2, 2}; // knight Moves  
// int dc[] = {-2, -2, -1, 1, 2, 2, 1, -1};  
  
#define here                                cerr << "Here" << endl;  
#define trace1(x)                           cerr << #x << ": " << x << endl;  
#define trace2(x, y)                        cerr << #x << ": " << x << " | " << #y << ": " << y << endl;  
#define trace3(x, y, z)                     cerr << #x << ": " << x << " | " << #y << ": " << y << " | " << #z << ": " << z << endl;  
#define trace4(a, b, c, d)                  cerr << #a << ": " << a << " | " << #b << ": " << b << " | " << #c << ": " << c << " | " << #d << ": " << d << endl;  
#define trace5(a, b, c, d, e)               cerr << #a << ": " << a << " | " << #b << ": " << b << " | " << #c << ": " << c << " | " << #d << ": " << d << " | " << #e << ": " << e << endl;  
#define trace6(a, b, c, d, e, f)            cerr << #a << ": " << a << " | " << #b << ": " << b << " | " << #c << ": " << c << " | " << #d << ": " << d << " | " << #e << ": " << e << " | " << #f << ": " << f << endl;  
  
inline int setbit(int mask, int pos)        { return mask |= (1 << pos); }  
inline int resetbit(int mask, int pos)      { return mask &= ~(1 << pos); }  
inline int togglebit(int mask, int pos)     { return mask ^= (1 << pos); }  
inline bool checkbit(int mask, int pos)     { return (bool)(mask & (1 << pos)); }  
  
#define ones(mask)                          __builtin_popcount(mask)   // count set bit  
#define onesLL(mask)                        __builtin_popcountll(mask) // for long long  
#define lzeros(mask)                        __builtin_clz(mask)        // no of leading zeros  
#define tzeros(mask)                        __builtin_ctz(mask)        // no of trailing zeros  
  
inline int read()                           { int a; scanf("%d", &a); return a; }  
inline ll readLL()                          { ll a; scanf("%lld", &a); return a; }  
inline double readDD()                      { double a; scanf("%lf", &a); return a; }  
  
template <typename T> string toString(T num) { stringstream ss; ss << num; return ss.str(); }  
int toInt(string s)                          { int num; istringstream iss(s); iss >> num; return num;  }  
ll toLLong(string s)                         { ll num; istringstream iss(s); iss >> num; return num; }  
  
#define inf             1e8  
#define mod             1000000007  
  
static const int maxn = (1 << 8) + 5;  
static const int logn = 18;  
  
int dp[9][maxn][maxn]; // dp[ current row ][ current row mask ][ previous row mask ]  
bool memoize[9][maxn][maxn];  
int row, column;  
int save_mask[9];  
  
int solve(int r, int cur_mask, int pre_mask)  
{  
      if (r >= row)  
      {  
            if (ones(pre_mask) == column) return 0;  
            return inf;  
      }  
      int &ret = dp[r][cur_mask][pre_mask];  
      bool &mem = memoize[r][cur_mask][pre_mask];  
      if (mem) return ret;  
      mem = 1;  
      ret = inf;  
      For(mask, 1 << column)  
      {  
            int cnt = 0;  
            int row_mask[] = {pre_mask, cur_mask, save_mask[r+1]};  
            For(i, column)  
            {  
                  if (checkbit(mask, i) == 0) continue;  
                  ++cnt;  
                  For(j, 3)  
                  {  
                        row_mask[j] = togglebit(row_mask[j], i);  
                        if (i+1 < column) row_mask[j] = togglebit(row_mask[j], i+1);  
                        if (i-1 >= 0) row_mask[j] = togglebit(row_mask[j], i-1);  
                  }  
            }  
            int go = inf;  
            if (r == 0) go = min(go, cnt + solve(r+1, row_mask[2], row_mask[1]));  
            else if (ones(row_mask[0]) == column) go = min(go, cnt + solve(r+1, row_mask[2], row_mask[1]));  
            if (go < ret) ret = go;  
      }  
      return ret;  
}  
  
int main()  
{  
      FI;  
  
      int tc = read();  
      FOR(tcase, tc)  
      {  
            row = read();  
            column = read();  
            memo(save_mask, 0);  
            char s[10];  
            For(i, row)  
            {  
                  scanf("%s", s);  
                  int mask = 0;  
                  For(j, column) if (s[j] == '*') mask = setbit(mask, j);  
                  save_mask[i] = mask;  
            }  
            memo(memoize, 0);  
            int ans = solve(0, save_mask[0], 0);  
            printf("Case %d: ", tcase);  
            if (ans == inf) printf("impossible\n");  
            else printf("%d\n", ans);  
      }  
}