icpc2017南寧H The Game of Life

https://codeforces.com/group/NVaJtLaLjS/contest/255106/problem/H
題意：鄰居爲八個方向。若一個活人有2或3個鄰居，遺傳一代，否則死亡；若一個死人有3個鄰居，則下一代復活。求321代以內第幾代人最多，是多少，以及第321代的人數。
思路：暴力的複雜度是$700*700*300*300$，太高了。
考慮優化。原理都是：活着的一直都是很少數，遠遠低於700*700。
優化1：記錄活着的人位置，只考慮它的周圍是不是有變化。最終用時2168ms。
優化2：記錄當前活人四個邊界上下左右，只考慮到邊界外一格。最終用時779ms。(而且好寫多了)
優化1：

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef pair<int,int> P;
#define mp(a,b) make_pair(a,b)
 
int T,n,m,a[700][700];
set<P> s;
vector<P> die,live;
 
void insert_around(int x,int y)
{
	for(int i=-1;i<=1;i++)for(int j=-1;j<=1;j++)s.insert(mp(x+i,y+j));
}
 
int around(int x,int y)
{
	int sum=-a[x][y];
	for(int i=-1;i<=1;i++)for(int j=-1;j<=1;j++)sum+=a[x+i][y+j];
	return sum;
}
 
int main()
{
	//freopen("input.in","r",stdin);
	cin>>T;
	while(T--)
	{
		int maxi=0,maxx=0,sum=0;
		s.clear();
		memset(a,0,sizeof(a));
		cin>>n>>m;
		char str[10];
		for(int i=0;i<n;i++)
		{
			scanf("%s",str);
			for(int j=0;j<m;j++)
				if(str[j]=='#')
				{
					a[350+i][350+j]=1,sum++,maxx++;
					insert_around(350+i,350+j);
				}
		}
		for(int i=1;i<=321;i++)
		{
			for(set<P>::iterator it=s.begin();it!=s.end();it++)
			{
				P p=*it;
				int x=p.first,y=p.second;
				int num=around(x,y);
				if((num<=1 || num>=4)&&a[x][y])die.push_back(p),sum--;
				else if(num==3&&a[x][y]==0)live.push_back(p),sum++;
			}
			if(sum>maxx)maxi=i,maxx=sum;
			for(vector<P>::iterator it=live.begin();it!=live.end();it++)
			{
				P p=*it;
				a[p.first][p.second]=1;
				insert_around(p.first,p.second);
			}
			for(vector<P>::iterator it=die.begin();it!=die.end();it++)
			{
				P p=*it;
				a[p.first][p.second]=0;
			}
			live.clear();
			die.clear();
		}
		printf("%d %d %d\n",maxi,maxx,sum);
	}
	return 0;
}

優化2：

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef pair<int,int> P;
#define mp(a,b) make_pair(a,b)
 
int T,n,m,a[700][700],b[700][700];
 
int around(int a[][700],int x,int y)
{
	int sum=-a[x][y];
	for(int i=-1;i<=1;i++)for(int j=-1;j<=1;j++)sum+=a[x+i][y+j];
	return sum;
}
 
int main()
{
	//freopen("input.in","r",stdin);
	cin>>T;
	while(T--)
	{
        int s=350,x=350+5,l=350,r=350+5;
		int maxi=0,maxx=0,sum=0;
		memset(a,0,sizeof(a));
        memset(b,0,sizeof(a));
		cin>>n>>m;
		char str[10];
		for(int i=0;i<n;i++)
		{
			scanf("%s",str);
			for(int j=0;j<m;j++)
				if(str[j]=='#')
				{
					a[350+i][350+j]=1,sum++,maxx++;
				}
		}
		for(int i=1;i<=321;i++)
		{
			sum=0;
            if(i&1)
            {
                for(int i=s-1;i<=x+1;i++)for(int j=l-1;j<=r+1;j++)
                {
                    int num=around(a,i,j);
                    b[i][j]=a[i][j];
                    if((num<2 || num>3)&&a[i][j]==1)b[i][j]=0;
                    else if(num==3&&a[i][j]==0)b[i][j]=1;
                    sum+=b[i][j];
                    if(b[i][j])
                    {
                        if(i==s-1)s--;
                        else if(i==x+1)x++;
                        if(j==l-1)l--;
                        else if(j==r+1)r++;
                    }
                }
            }
            else
            {
                for(int i=s-1;i<=x+1;i++)for(int j=l-1;j<=r+1;j++)
                {
                    int num=around(b,i,j);
                    a[i][j]=b[i][j];
                    if((num<2 || num>3)&&b[i][j]==1)a[i][j]=0;
                    else if(num==3&&b[i][j]==0)a[i][j]=1;
                    sum+=a[i][j];
                    if(a[i][j])
                    {
                        if(i==s-1)s--;
                        else if(i==x+1)x++;
                        if(j==l-1)l--;
                        else if(j==r+1)r++;
                    }
                }
            }           
			if(sum>maxx)maxi=i,maxx=sum;
		}
		printf("%d %d %d\n",maxi,maxx,sum);
	}
	return 0;
}