Tutorial on Digit DP

Digit Dp

Digit Dp এইখানে নামের সাথে এর কাজ এর মিল আছে , যখন কোন র‍্যাঞ্জের নাম্বারের মধ্যে পার ডিজিট নিয়ে কাজ করতে হয় , যেমন আমাদের একটা নাম্বারের র‍্যাঞ্জ দিয়ে দিল L - R আমাদের বলতে হবে এই র‍্যাঞ্জের মধ্যে  যতগুলা নাম্বার পসিবল তাদের মধ্যে কত গুলা ০/১ আছে বা কতগুলা নাম্বার Palindrome বা কতগুলা নাম্বার কোন নিদিষ্ট নাম্বার দ্বারা ভাগ যায় ।

এই  ধরনের প্রবলেম যখন আমরা দেখব যখন পার পজিশন নিয়ে কাজ করতে হচ্ছে এবং অবশ্যই ডিজিট এর উপর ( ০ - ৯ ) এই ধরনের প্রবলেমগুলা ডিপি সল্যুশন পসিবল ( অবশ্যই অবশ্যই নাম্বার থিউরী  সল্যুশন / ফর্মুলা থাকতে পারে কিন্তু যারা ম্যাথমেটেসিয়ান না কোডার তাদের জন্য এই ট্যাকনিক জানা দরকার যার মাধ্যমে আমারা আমাদের উত্তর পেতে পারি ) । ডিজিট নিয়ে কাজ করতে হয় বলে Digit dp বলা হয় ।

প্রবলেম এর উপর নির্ভর করে আমরা আমাদের সুবিধা অনুয়ায়ী state নিয়ে কাজ করব । তবে কিছু ব্যাপার প্রায় সব প্রবলেম এই কমন থাকে , নিদিষ্ট রেঞ্জ নিয়ে কাজ করতে হয় বলে কিছু state , current_digit_position , is_current_position_is_the_starting_position or not , is_greater _then_left_range_value or not , is_less_then_right_range_value or not এমন । এইগুলা প্রবলেম এর উপর নির্ভর করে আমরা ঠিক করে নিব ।

যারা ডিপি রিলেশন , base_case কি , state কি , কিভাবে ভ্যালুগুলা different হয় , memorization কি এইগুলার সম্পর্কে ধারণা আছে তাদের জন্য digit dp solution বুঝতে পারা কঠিন কিছু না । যারা এখনও এইগুলা clear ভাবে বুঝতে পারে না তাদের জন্য আমার সাজেশন হল কিছু non classical dp ( নিজে নিজে recursion relation বের করে করা ) করা তাহলে dp relation বুঝতে সুবিধা হবে । আমি এইখানে দুইটা digit dp এর প্রবলেম এর সল্যুশন প্রসেস আলাপ করছি । problem solving শিখার সবথেকে ভাল উপায় ।

How Many Zeroes?

এই প্রবলেম এ বলা হইছে আমাদের একটা নাম্বারের রেঞ্জ দেওয়া হবে । আমাদের বলতে হবে এই র‍্যাঞ্জের মধ্যে যতগুলা নাম্বার আছে এতে কতগুলা ০ আছে ।

এখন আমরা দেখি এই প্রবলেম এর জন্য আমাদের state কতগুলা হবে । অবশ্যই একটা state হবে position । position বলতে আমরা পার digit বুঝাইতেছি । যদি 123 আমাদের কোন একটা নাম্বার হয় তাহলে 0 number position এর এ আছে ৩ , ১ নাম্বার পজিশনে আছে ২ এমন । এইখানে একটা জিনিস বলে রাখা ভাল আমরা reverse order নিয়ে কাজ করব ।  মানে হইল আমরা ১ নাম্বার পজিশন বলতে বুঝব  123 এর 1 কে ।  এর অনেক সুবিধা আছে , যেহেতু আমরা highest digit position থেকে start করছি তাহলে আমাদের পক্ষে সহজ হবে কোন নাম্বার বড় কি ছোট এইটা নির্ণয় করা । ধরা যাক আমরা ১ নাম্বার পজিশনে কিছু বসালাম না এর মানে হইল আমরা 2 , 3 নাম্বার পজিশনে  এ যাই বসাই তা অবশ্যই আমাদের রেঞ্জ নাম্বার থেকে ছোট হবে । যদি ১ নাম্বার পজিশনে  ১ বসাইয়া আসি তাহলে আমাদের একটা লিমিট থাকবে দুই নাম্বার পজিশনে নাম্বার বসানোর জন্য । আমরা শুধু মাত্র ১ , ২ নাম্বার  digit ২ নাম্বার পজিশনে বসাতে পারি , নতুবা নাম্বারটা বড় হয়ে যাবে । তাহলে আমরা আমাদের dp solution এর জন্য এইটা বুঝতে পারতাম আমাদের দুইটা state লাগবেই । ( ১ ) পজিশন ( ২ ) কারেন্ট পজিশনে এর নাম্বারটা আমাদের র‍্যাঞ্জ থেকে ছোট কিনা ( এইটক একটা 2 space এর boolean flag নিয়েই করতে পারি ) ।
এখন আরো একটা ব্যাপার দেখি আমরা যে পজিশনে আছি এইটা কি starting_position কিনা এইটা আমাদের জানা দরকার । কেন দরকার ? যদি starting_position হয় তাহলে আমরা ০ বসাতে পারব না ( শুধু মাত্র ১ digit এর নাম্বার বাদে , কোন নাম্বারের প্রথম ডিজিট ০ হতে পারে না ) । তাহলে আমাদের জন্য আরো একটা state গুরুত্বপূর্ণ । is_current_position_is_starting_position or not . আরো একটা state এর information আমাদের থাকলে সুবিধা হয় এইটা হল আমরা কতগুলা 0 বসিয়ে নাম্বারটা generate করছি । তাই আমাদের আরো একটা state হবে total_zero_so_far  । এই প্রবলেম এ আমাদের একটা রেঞ্জ দেওয়া হয়েছে আমরা এইখানে করব কি আমরা  0 - L ( left_range ) পর্যন্ত কতগুলা zero আছে তা count করবে যা আমরা 0 - R পর্যন্ত কতগুলা zero আছে তা থেকে বিয়োগ করে দিব ।


Investigation :

এই প্রবলেম এ আমাদের একটা র‍্যাঞ্জ ( L - R ) আর একটা নাম্বার k দেওয়া হবে আমাদের বলতে হবে এই র‍্যাঞ্জের মধ্যে কতগুলা নাম্বার K দ্বারা ভাগ যায় । এইখানে একটা boundary case আছে । রেঞ্জ হবে < 2^31 মানে হইল হাইস্ট ৯ ডিজিট এর কোন নাম্বার হবে । যদি K এর মান তাই 81 ( প্রতিটা ঘরে ৯ বসিয়ে আসলে হাইস্ট আমরা ৮১ এই পেতে পারি ) থেকে হলে আন্সার হল ০ । এইখানে নাম্বারটা যেমন K দ্বারা ভাগ যাবে যাবে , নাম্বারটা কি কি digit দ্বারা হচ্ছে তাদের যোগফল ও K দ্বারা ভাগ যাবে । এর মানে হইল অবশ্যই আমাদের দুইটা state হবে একটা নাম্বার এর reminder এর জন্য আর একটা digit গুলার sum এর reminder এর জন্য । অবশ্যই  পজিশন , এবং এখন starting_position কিনা এইগুলা তো আমাদের state থাকবেই । digit dp এর সব থেকে ভাল দিক হল এর সল্যুশন এখন straight forward .