HDU 4531 bfs/康拓展开

题目链接http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=4531

吉哥系列故事——乾坤大挪移

Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others)    Memory Limit: 65535/32768 K (Java/Others)
Total Submission(s): 555    Accepted Submission(s): 178

Problem Description

　　只有进入本次马拉松复赛，你才有机会知道一个秘密：吉哥的真名叫基哥，江湖人称“叽叽哥”。

　　叽叽哥除了编程，还一直有个武侠梦，他最喜欢的人物是金庸小说《倚天屠龙记》中的张无忌，不仅有美人环绕，而且有一身的好武功，尤其是那神秘的乾坤大挪移，让他梦寐以求：
　　
　　“乾坤大挪移乃在颠倒一刚一柔、一阴一阳的乾坤二气，随意而行，不用心而无不心用，所谓至我逍遥游，以纯阳之身，和纯阴之体，合练双修，不动身，只用意，意动身守......”
　　
　　但是，梦毕竟只是梦，平时在编程的空闲时间，叽叽哥也最多只能上网玩一下名为“乾坤大挪移”的游戏聊以自慰而已。
　　这个“乾坤大挪移”游戏是在3*3的方格中进行。
　　游戏的目标是通过移动，让相同颜色的块形成一个连通块(相邻是指两个块有边相邻,角相邻不算)。
　　移动规则如下:选择一行(列),向左右(上下)移动一格,方格从一边划出,则从对应的另外一边划入,像履带一样。
　　如选择第一行向右边移动,最右边的那格会移动到最左边。
　　游戏中还有一些方格被固定住,这些方格没办法移动(如下图的第三行第二列)。
　　下图是游戏的一个演示(即Case 1):

　　假设现在告诉你初始状态,请问你最少需要几步才能达到目标？

 

Input

第一行一个整数T代表接下去有T组数据;
每组数据由3*3的模块组成，每个模块表示的小正方形是由上下左右四个小三角形组成;
每个模块有5个字符,前四个字符分别表示组成正方形的上下左右四个小三角形的颜色,第五个字符表示该格子能否移动(0表示能移动,1表示不能移动).

[Technical Specification]
0<T<=100
代表颜色的字符一定是RGBO的其中一个
代表能否移动移动的字符一定是0或者1

 

Output

首先输出case数,接着输出最小的移动步数使得游戏达到目标状态(见sample);
数据保证有解。

 

Sample Input

2
GGGG0 GGGG0 GGGG0
OGOO0 GGGG0 OGOO0
OOOO0 OGGG1 OOOO0
RRRR0 OOOO0 OOOO0
OOOO0 OOOO0 OOOO0
OOOO0 OOOO0 RRRR0

 

Sample Output

Case #1: 5
Case #2: 2

 

Source

2013腾讯编程马拉松复赛第一场（3月29日）

 看到题目，确实感觉有点麻烦，很考验代码能力，代码能力差的话可能要写很长的代码，容易犯错。

首先类似于八数码问题的棋盘规格，我们考虑使用康拓展开作为状态压缩标记走过的棋盘样式，最多9！种状态。

节点保存棋盘压缩值，步数，棋盘样式。为了方便将每个方格内的四个三角分别对应0,1,2,3，那么a[i][j][k]就可以方便的表示i行j列第k个三角。

每次检查当前头部节点对应的棋盘是否达到了目标状态。这个听别人用的并查集，我没有用，我是dfs染色统计每个颜色联通快的个数，如果每个颜色的个数都<=1,说明当前就是一个合法的状态。关键就是dfs时的方向问题困扰了我，我们常见的方形棋盘一般就是4/8个直观的方形，这个却是三角，其实也不是很难，我们只要dfs三角形的三条边不就好了吗，一共四种三角分类讨论一下也就好了。最后就是有12种移动方式，简单的交换一下就好了，注意提前判断一下是否有不可移动的格子。

 #include<bits/stdc++.h>
 using namespace std;
 bool vis[];
 int f[]={,,,,,,,,,};
 struct node
 {
     int cal,bs;
     char e[];
 };
 void change1(node &t,int type)
 {
     switch(type)
     {
         case :swap(t.e[],t.e[]);swap(t.e[],t.e[]);break;
         case :swap(t.e[],t.e[]);swap(t.e[],t.e[]);break;
         case :swap(t.e[],t.e[]);swap(t.e[],t.e[]);break;
         case :swap(t.e[],t.e[]);swap(t.e[],t.e[]);break;
         case :swap(t.e[],t.e[]);swap(t.e[],t.e[]);break;
         case :swap(t.e[],t.e[]);swap(t.e[],t.e[]);break;
         case :swap(t.e[],t.e[]);swap(t.e[],t.e[]);break;
         case :swap(t.e[],t.e[]);swap(t.e[],t.e[]);break;
         case :swap(t.e[],t.e[]);swap(t.e[],t.e[]);break;
         case :swap(t.e[],t.e[]);swap(t.e[],t.e[]);break;
         case :swap(t.e[],t.e[]);swap(t.e[],t.e[]);break;
         case :swap(t.e[],t.e[]);swap(t.e[],t.e[]);break;
     }

 }
 int cal(node A)
 {
     int s=,i,j;
     for(i=;i<;++i)
     {
         int c=;
         for(j=i+;j<;++j)
             if(A.e[j]<A.e[i]) c++;
         s+=c*f[-i];
     }
     return s;
 }
 struct nic
 {
     char color[];
 }a[][],b[][];
 bool mov[][];
 bool book[][][];
 void dfs(int x,int y,int is,char clo)
 {
   if(x<||y<||x>||y>||is<||is>||b[x][y].color[is]!=clo||book[x][y][is]) return;
   b[x][y].color[is]='X';
   book[x][y][is]=;
   if(is==){
     dfs(x-,y,,clo);
     dfs(x,y,,clo);
     dfs(x,y,,clo);
   }
   else if(is==){
     dfs(x,y+,,clo);
     dfs(x,y,,clo);
     dfs(x,y,,clo);
   }
   else if(is==){
   dfs(x+,y,,clo);
   dfs(x,y,,clo);
   dfs(x,y,,clo);
   }
   else{
     dfs(x,y-,,clo);
     dfs(x,y,,clo);
     dfs(x,y,,clo);
   }
 }
 bool ok(node A)
 {
     int G=,B=,R=,O=,i,j,k,p=;
     for(i=;i<=;++i)
         for(j=;j<=;++j,p++){
         int di=((int)(A.e[p]-''))/+,dj=((int)(A.e[p]-''))%+;
         for(k=;k<;++k)
             b[i][j].color[k]=a[di][dj].color[k];
         }
     for(i=;i<=;++i)
         for(j=;j<=;++j)
             for(k=;k<;++k)
             {
               if(b[i][j].color[k]=='G')
                 {G++;}
               else if(b[i][j].color[k]=='B')
                 B++;
               else if(b[i][j].color[k]=='R')
                 R++;
               else if(b[i][j].color[k]=='O')
                 O++;
               else continue;
                 memset(book,,sizeof(book));
                 dfs(i,j,k,b[i][j].color[k]);
             }
     return (G<=&&B<=&&R<=&&O<=);
 }
 int bfs()
 {
     queue<node>Q;
     memset(vis,,sizeof(vis));
     node t1,t2;
     t1.cal=;
     t1.bs=;
     strcpy(t1.e,"");
     ok(t1);
     Q.push(t1);
     while(!Q.empty()){
         t1=Q.front();Q.pop();
         if(ok(t1)) {return t1.bs;}
         if(vis[t1.cal]) continue;
         vis[t1.cal]=;
         for(int i=;i<=;++i)
         {
            if(i<=&&mov[][(i+)/]) continue;
            if(i>&&mov[][(i+)/-]) continue;
             node tmp=t1;
             tmp.bs++;
             change1(tmp,i);
             tmp.cal=cal(tmp);
             if(!vis[tmp.cal]) Q.push(tmp);
         }
     }
     return -;
 }
 int main()
 {
     int T,N,M,i,j,cas=,n,m,k;
     int index[]={,,,};
     cin>>T;
     while(T--){
         memset(mov,,sizeof(mov));
         memset(a,,sizeof(a));
         for(i=;i<=;++i)
            for(j=;j<=;++j)
            {
                for(k=;k<;++k)
                 cin>>a[i][j].color[index[k]];
             scanf("%d",&m);
             if(m==) mov[][i]=mov[][j]=;
            }
         printf("Case #%d: %d\n",++cas,bfs());
     }
     return ;
 }