The Morning after Halloween UVA - 1601

状态空间搜索
题目描述:把图中的小写字母,移动到对应的大写字母处,这些小写字母可以同时移动,而且只能通过空白处移动,两个字母之间不可以互换位置,也不可以在同一个位置。
解题分析:直接暴力bfs的话,状态数目是256*256*256,状态数目不是很多,但是每一个状态的转移需要5*5*5的次数,这样的话时间复杂度就大了去了。注意到,题目中并不全是空白处,而是充满了大量的墙壁,所以以对所有的空白处建图,在新建的图上bfs,就能省很多时间,问题变成了如何建图:我是给每一个空白的点重新赋个id,建立无向图。在本题中n < 3,在状态转移的时候,如果n = 1,需要一重循环,n = 2,需要二重循环,n = 3需要三重循环,当然你暴力枚举这三种情况也可以。如何统一的处理这三种情况呢,我是直接设立三个坐标,如果某个坐标不存在,那这个坐标在bfs的过程中就永远是
初始的那个值不会变,而且不会增加循环的次数。还有就是判重的问题了,刚开始不敢开三维数组,怕MLE,结果交上直接过了,所以就直接开了个三维数组判重,如果不开三维数组的话,就需要hash判重了,当然空间花费也不小。

代码如下:

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <vector>
#include <set>
#include <queue>
using namespace std;

const int dr[] = {0,-1,0,1,0};
const int dc[] = {0,0,1,0,-1};
const int maxn = 20;
struct Node
{
    int loc[3];
    int dist;
    Node(int a = 0,int b = 0,int c = 0,int d = 0)
    {
        loc[0] = a;
        loc[1] = b;
        loc[2] = c;
        dist = d;
    }
};
char graph[maxn][maxn];
int id[maxn][maxn];
vector<int> g[maxn*maxn];
Node st,ed;
int w,h,n,cnt;
int visit[16*16][16*16][16*16];

void init()
{
    memset(visit,0,sizeof(visit));
    memset(id,0,sizeof(id));
    for(int i = 0; i < maxn*maxn; i++) g[i].clear();
    for(int i = 0; i < 3; i++)//先给起点和终点赋一个初始的值,并且保证这个初始的值和后面的点的id不冲突
    {
        st.loc[i] = ed.loc[i] = i;
    }
    for(int i = 0; i < h; i++)
    {
        gets(graph[i]);
    }
    cnt = 3;
    for(int i = 0; i < h; i++)
    {
        for(int j = 0; j < w; j++)
        {
            if(graph[i][j] != '#')
            {
                id[i][j] = cnt++;
            }
        }
    }
    for(int i = 0; i < h; i++)
    {
        for(int j = 0; j < w; j++)
        {
            if(id[i][j])
            {
                int u = id[i][j];
                if(graph[i][j] >= 'a' && graph[i][j] <= 'z')
                {
                    int x = graph[i][j] - 'a';
                    st.loc[x] = u;
                }
                else if(graph[i][j] >= 'A' && graph[i][j] <= 'Z')
                {
                    int x = graph[i][j] - 'A';
                    ed.loc[x] = u;
                }
                for(int k = 0; k < 5; k++)
                {
                    int x = i + dr[k];
                    int y = j + dc[k];
                    if(x >= 0 &&x < h && y >= 0 && y < w && id[x][y])
                    {
                        g[u].push_back(id[x][y]);
                    }
                }
            }
        }
    }
    for(int i = 0; i < 3; i++)
    {
        if(st.loc[i] == i)//如果n < 3
        {
            if(g[i].size() == 0) g[i].push_back(i);
        }
    }
}

bool judge(Node &t)
{
    for(int i = 0; i < 3; i++)
    {
        if(t.loc[i] != ed.loc[i]) return false;
    }
    return true;
}

int solve()
{
    queue<Node> q;
    st.dist = 0;
    q.push(st);
    visit[st.loc[0]][st.loc[1]][st.loc[2]] = 1;
    while(!q.empty())
    {
        Node t = q.front();
        q.pop();
        if(judge(t)) return t.dist;
        for(int i = 0; i < g[t.loc[0]].size(); i++)
        {
            int a = g[t.loc[0]][i];
            for(int j = 0; j < g[t.loc[1]].size(); j++)
            {
                int b = g[t.loc[1]][j];
                if(a == t.loc[1] && b == t.loc[0]) continue;//a和b互换位置是不允许的
                if(a == b) continue;//a和b在同一个位置也是不允许
                for(int k = 0; k < g[t.loc[2]].size(); k++)
                {
                    int c = g[t.loc[2]][k];
                    if(a == t.loc[2] && c == t.loc[0]) continue;//同上
                    if(b == t.loc[2] && c == t.loc[1]) continue;
                    if(a == c || b == c) continue;
                    if(!visit[a][b][c])
                    {
                        visit[a][b][c] = 1;
                        q.push(Node(a,b,c,t.dist + 1));
                    }
                }
            }
        }
    }
}

int main()
{
    while(scanf("%d %d %d",&w,&h,&n) == 3 && (w || h || n))
    {
        getchar();
        init();
        printf("%d\n",solve());
    }
    return 0;
}


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