• 【NOIP 2011】Mayan游戏(搜索+模拟)


    描述

    Mayan puzzle是最近流行起来的一个游戏。游戏界面是一个7行5列的棋盘,上面堆放着一些方块,方块不能悬空堆放,即方块必须放在最下面一行,或者放在其他方块之上。**游戏通关是指在规定的步数内消除所有的方块,**消除方块的规则如下:

    1、每步移动可以且仅可以沿横向(即向左或向右)拖动某一方块一格:当拖动这一方块时,如果拖动后到达的位置(以下称目标位置)也有方块,那么这两个方块将交换位置(参见图6到图7);如果目标位置上没有方块,那么被拖动的方块将从原来的竖列中抽出,并从目标位置上掉落(直到不悬空,参见图1和图2);

    图片

    2、任一时刻,如果在一横行或者竖列上有连续三个或者三个以上相同颜色的方块,则它们将立即被消除(参见图1到图3)。

    注意:
    a) 如果同时有多组方块满足消除条件,几组方块会同时被消除(例如下面图4,三个颜色为1的方块和三个颜色为2的方块会同时被消除,最后剩下一个颜色为2的方块)。

    b) 当出现行和列都满足消除条件且行列共享某个方块时,行和列上满足消除条件的所有方块会被同时消除(例如下面图5所示的情形,5个方块会同时被消除)。

    图片

    3、方块消除之后,消除位置之上的方块将掉落,掉落后可能会引起新的方块消除。注意:掉落的过程中将不会有方块的消除。

    上面图1到图3给出了在棋盘上移动一块方块之后棋盘的变化。棋盘的左下角方块的坐标为(0, 0),将位于(3, 3)的方块向左移动之后,游戏界面从图1变成图2所示的状态,此时在一竖列上有连续三块颜色为4的方块,满足消除条件,消除连续3块颜色为4的方块后,上方的颜色为3的方块掉落,形成图3所示的局面。

    格式

    输入格式

    第一行为一个正整数n,表示要求游戏关的步数。

    接下来的5行,描述7*5的游戏界面。每行若干个整数,每两个整数之间用一个空格隔开,每行以一个0 结束,自下向上表示每竖列方块的颜色编号(颜色不多于10种,从1开始顺序编号,相同数字表示相同颜色)。

    输入数据保证初始棋盘中没有可以消除的方块。

    输出格式

    如果有解决方案,输出n行,每行包含3个整数x,y,g,表示一次移动,每两个整数之间用一个空格隔开,其中(x,y)表示要移动的方块的坐标,g表示移动的方向,1表示向右移动,-1表示向左移动。**注意:多组解时,按照x为第一关键字,y为第二关键字,1优先于-1,给出一组字典序最小的解。游戏界面左下角的坐标为(0, 0)。**
    如果没有解决方案,输出一行,包含一个整数-1。

    样例1

    样例输入1

    3
    1 0
    2 1 0
    2 3 4 0
    3 1 0
    2 4 3 4 0

    样例输出1

    2 1 1
    3 1 1
    3 0 1

    限制

    3s

    提示

    样例输入的游戏局面如图6到图11所示。依次移动的三步是:(2,1)处的方格向右移动,(3,1)处的方格向右移动,(3,0)处的方格向右移动,最后可以将棋盘上所有方块消除。

    数据规模如下:
    对于30%的数据,初始棋盘上的方块都在棋盘的最下面一行;
    对于100%的数据,0 < n ≤ 5。

    题解

    此题就相当与是一道大型搜索模拟题,需要耐心,极考验码力;

    因为代码比较长,所以建议大家多写函数,尽量不要都写在一起;

    提前交代数组

    int map[N][N];      //输入的图 
    int ans[N][5];      //输出的答案 
    int last[N][N][N];  //后面会讲 
    bool xiao[N][N];    //后面会讲

    下面我讲一下其中的核心函数:

    1.copy(复制):

    我们要把当前的原始状态复制

    为什么要复制呢,回溯时要用;

    但不能使用二维数组了,要定义一个三维数组

    last[d][i][j]:第d步时在i行j列的原状态;

    void copy(int x){
        for(int i=1;i<=5;i++)
            for(int j=1;j<=7;j++)
            last[x][i][j]=map[i][j];
    }

    2.update(更新游戏的状态):

    这个比较简单,就是把该掉下去的掉下去;

    定义一个x为这个这个方块下0的个数,然后模拟一下;

    void update(){
        for(int i=1;i<=5;i++){
            int x=0;
            for(int j=1;j<=7;j++){
                if(!map[i][j])x++;
                else{
                    map[i][j-x]=map[i][j];
                    map[i][j]=0;
                }
            }
        }
    }

    3.remove(消除):

    题目要求一定要行或列连续3个才能消除;

    但一定不能遇到3个连续的就消;

    例如:

    图5中的要是先消3个,那剩下的就不能消了,就WA了;

    我枚举的i,j是中间方块的坐标;

    而且使用的是bool型,为了后面判断是否可以继续去消;

    bool remove(){
        int flag=0;
        for(int i=1;i<=5;i++)
            for(int j=1;j<=7;j++){
                if(i-1>=1&&i+1<=5&&map[i][j]==map[i-1][j]&&map[i][j]==map[i+1][j]&&map[i][j]){
                    xiao[i-1][j]=1;xiao[i+1][j]=1;xiao[i][j]=1;flag=1;
                }
                if(j-1>=1&&j+1<=7&&map[i][j]==map[i][j+1]&&map[i][j]==map[i][j-1]&&map[i][j]){
                    xiao[i][j]=1;xiao[i][j+1]=1;xiao[i][j-1]=1;flag=1;
                }
            }
        if(!flag)return 0;
        for(int i=1;i<=5;i++)
            for(int j=1;j<=7;j++)
            if(xiao[i][j]){
                xiao[i][j]=0;
                map[i][j]=0;
            } 
        return 1;
    }

    4.move (移动):

    移动比较简单;就是用到了之前函数;

    要注意,可能消除后还可以更新,所以要使用while循环;

    void move(int i,int j,int x){
        int tmp=map[i][j];
        map[i][j]=map[i+x][j];
        map[i+x][j]=tmp;
        update();
        while(remove())update();
    }

    5.check(判断是否都消除了):

    这个更简单了;

    因为所有方块都掉落了,所以直接判断最后一行都为0就行了;

    bool check(){
        for(int i=1;i<=5;i++)
            if(map[i][1])return 0;
        return 1;
    }

    DFS的剪枝:

    1.相同颜色的方块可以跳过(显而易见);

    2.还有一个比较难想的剪枝:

    结论:只有右边有方块才move,左边没有方块才move;

    证明(自己瞎写的):

    (你正在搜i列)若左面有方块,那么你会在搜i-1列时将其右移,和你在i列时左移是等效的,所以可以减掉;

    code:

      1 #include<iostream>
      2 #include<cstdio>
      3 #include<algorithm>
      4 #include<cstring>
      5 #include<cctype>
      6 #include<cstdlib>
      7 #define ll long long
      8 #define N 10
      9 using namespace std;
     10 int read()
     11 {
     12     int X=0,w=0; char ch=0;
     13     while(!isdigit(ch)) {w|=ch=='-';ch=getchar();}
     14     while(isdigit(ch)) X=(X<<3)+(X<<1)+(ch^48),ch=getchar();
     15     return w?-X:X;
     16 }
     17 int n,map[N][N],ans[N][5],last[N][N][N],xiao[N][N];
     18 bool remove(){
     19     int flag=0;
     20     for(int i=1;i<=5;i++)
     21         for(int j=1;j<=7;j++){
     22             if(i-1>=1&&i+1<=5&&map[i][j]==map[i-1][j]&&map[i][j]==map[i+1][j]&&map[i][j]){
     23                 xiao[i-1][j]=1;xiao[i+1][j]=1;xiao[i][j]=1;flag=1;
     24             }
     25             if(j-1>=1&&j+1<=7&&map[i][j]==map[i][j+1]&&map[i][j]==map[i][j-1]&&map[i][j]){
     26                 xiao[i][j]=1;xiao[i][j+1]=1;xiao[i][j-1]=1;flag=1;
     27             }
     28         }
     29     if(!flag)return 0;
     30     for(int i=1;i<=5;i++)
     31         for(int j=1;j<=7;j++)
     32         if(xiao[i][j]){
     33             xiao[i][j]=0;
     34             map[i][j]=0;
     35         } 
     36     return 1;
     37 }
     38 
     39 bool check(){
     40     for(int i=1;i<=5;i++)
     41         if(map[i][1])return 0;
     42     return 1;
     43 }
     44 void copy(int x){
     45     for(int i=1;i<=5;i++)
     46         for(int j=1;j<=7;j++)
     47         last[x][i][j]=map[i][j];
     48 }
     49 void update(){
     50     for(int i=1;i<=5;i++){
     51         int wow=0;
     52         for(int j=1;j<=7;j++){
     53             if(!map[i][j])wow++;
     54             else{
     55                 if(!wow)continue;
     56                 map[i][j-wow]=map[i][j];
     57                 map[i][j]=0;
     58             }
     59         }
     60     }
     61 }
     62 void move(int i,int j,int x){
     63     int tmp=map[i][j];
     64     map[i][j]=map[i+x][j];
     65     map[i+x][j]=tmp;
     66     update();
     67     while(remove())update();
     68 }
     69 
     70 void dfs(int x){
     71     if(check()){
     72         for(int i=1;i<=n;i++){
     73             if(i!=1)printf("
    ");
     74             for(int j=1;j<=3;j++)
     75             printf("%d ",ans[i][j]);
     76         }
     77         exit(0);
     78     }
     79     if(x==n+1)return;
     80     copy(x);
     81     for(int i=1;i<=5;i++)
     82         for(int j=1;j<=7;j++){
     83             if(map[i][j]){
     84                 if(i+1<=5&&map[i][j]!=map[i+1][j]){
     85                 move(i,j,1);
     86                 ans[x][1]=i-1;ans[x][2]=j-1;ans[x][3]=1;
     87                 dfs(x+1);
     88                 for(int i=1;i<=5;i++)
     89                     for(int j=1;j<=7;j++)
     90                     map[i][j]=last[x][i][j];
     91                 ans[x][1]=-1;ans[x][2]=-1;ans[x][3]=-1;
     92             }
     93             if(i-1>=1&&map[i-1][j]==0){
     94                 move(i,j,-1);
     95                 ans[x][1]=i-1;ans[x][2]=j-1;ans[x][3]=-1;
     96                 dfs(x+1);
     97                 for(int i=1;i<=5;i++)
     98                     for(int j=1;j<=7;j++)
     99                     map[i][j]=last[x][i][j];
    100                 ans[x][1]=-1;ans[x][2]=-1;ans[x][3]=-1;
    101             }
    102             }
    103         }
    104 }
    105 int main()
    106 {
    107 //    freopen("Manya.in","r",stdin);
    108 //    freopen("Manya.out","w",stdout);
    109     n=read();
    110     for(int i=1;i<=5;i++){
    111         for(int j=1;j<=8;j++){
    112             int x=read();
    113             if(x==0)break;
    114             map[i][j]=x;
    115         }
    116     }
    117     memset(ans,-1,sizeof(ans));
    118     dfs(1);
    119     puts("-1");
    120     return 0;
    121 }

    ——ZAGER  ^-^

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