POJ 3278 Catch That Cow （bfs+队列）

原题链接：http://poj.org/problem?id=3278

算法：bfs+队列+STL（C++）

PS：bfs入门题目，好高兴啊，终于会用bfs了。

Catch That Cow

Time Limit: 2000MS		Memory Limit: 65536K
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Description

Farmer John has been informed of the location of a fugitive cow and wants to catch her immediately. He starts at a point N (0 ≤ N ≤ 100,000) on a number line and the cow is at a point K (0 ≤ K ≤ 100,000) on the same number line. Farmer John has two modes of transportation: walking and teleporting.

* Walking: FJ can move from any point X to the points X - 1 or X + 1 in a single minute
* Teleporting: FJ can move from any point X to the point 2 × X in a single minute.

If the cow, unaware of its pursuit, does not move at all, how long does it take for Farmer John to retrieve it?

Input

Line 1: Two space-separated integers: N and K

Output

Line 1: The least amount of time, in minutes, it takes for Farmer John to catch the fugitive cow.

Sample Input

5 17

Sample Output

4

Hint

The fastest way for Farmer John to reach the fugitive cow is to move along the following path: 5-10-9-18-17, which takes 4 minutes.

Source

USACO 2007 Open Silver

题意：

          FJ要抓奶牛。

         开始输入N（FJ的位置）K（奶牛的位置）。

         FJ有三种移动方法：1、向前走一步，耗时一分钟。

                                              2、向后走一步，耗时一分钟。

                                             3、向前移动到当前位置的两倍N*2，耗时一分钟。

       问FJ抓到奶牛的最少时间。PS：奶牛是不会动的。

 

思路：1、如果FJ不在奶牛后面，那么他只有一步步往后移动到奶牛位置了，即N>=K时，输出N-K即可。

          2、否则bfs+队列查找（具体见下面的分析&&代码区）

相关算法：

            1、STL中的队列。（PS：周四才在数据结构上了解bfs的真正思想，惭愧啊！）

                需要的头文件：STL是C++中的 #include<iostream>

                                                                 using namespace std;

                                         queue队列容器的头文件 #include<queue>

               queue队列的相关用法：先进先出（FIFO）

                                                     入队push()   //即插入元素

                                                     出队pop()    //即删除元素

                                                     front()        //读取队首元素

                                                     back()       //读取队尾元素

                                                     empty()     //判断队列是否为空

                                                     size()        //读取队列当前元素的个数         

              2、bfs思想：节点进行广度优先搜索的顺序。

                                                                         

                               搜索实现方法（非递归）：

                               算法思想：1.设置一个队列Q，从顶点出发，遍历该顶点后让其进队；

                                                 2.出队一个顶点元素，求该顶点的所有邻接点（对应于此题即FJ的三种走法），

                                                    对于没有遍历过的邻接点遍历之，并 让其进队；

                                                 3.若队空停止，队不空时继续第2步。

                             关于bfs数据结构思想的详细介绍：http://zh.wikipedia.org/wiki/BFS

看了牛人博客后的代码，总算了解bfs了，Orz

代码一：C++STL&&bfs版本：

 

//Accepted    984K    79MS    C++    1128B    2012-11-10 00:44:26
#include<iostream>
#include<queue>
#include<cstring>
#include<cstdio>
using namespace std;

const int maxn=100001;

bool vis[maxn];//标记数组
int step[maxn];//记录到了每一位置所走的步数
queue <int> q;//定义队列

int bfs(int n,int k)
{
    int head,next;
    q.push(n);   //开始FJ在n位置，n入队
    step[n]=0;
    vis[n]=true; //标记已访问
    while(!q.empty())  //当队列非空
    {
        head=q.front();  //取队首
        q.pop();         //弹出对首
        for(int i=0;i<3;i++)     //FJ的三种走法
        {
            if(i==0) next=head-1;
            else if(i==1) next=head+1;
            else next=head*2;
            if(next<0 || next>=maxn) continue; //排除出界情况
            if(!vis[next])  //如果next位置未被访问
            {
                q.push(next);    //入队
                step[next]=step[head]+1;  //步数+1
                vis[next]=true;  //标记已访问
            }
            if(next==k) return step[next];  //当遍历到结果，返回步数
        }
    }
}
int main()
{
    int n,k;
    while(cin>>n>>k)
    {
        memset(step,0,sizeof(step));
        memset(vis,false,sizeof(vis));
        if(n>=k) printf("%d\n",n-k);
        else printf("%d\n",bfs(n,k));
    }
    return 0;
}

 

代码二：C语言+bfs+模拟队列版本

//Accepted    736K    0MS    C++    1017B    2012-11-10 04:24:09
#include<stdio.h>
#include<string.h>
const int maxn=100001;
bool vis[maxn];
int n,k;
struct Node
{
    int x,step;
};
Node q[maxn];
int bfs()
{
    int i;
    Node now,next;
    int head,tail;
    head=tail=0;
    q[tail].x=n;
    q[tail].step=0;tail++;
    vis[n]=true;
    while(head<tail)
    {
        now=q[head];//取队首
        head++;//弹出对首
        for(i=0;i<3;i++)
        {
            if(i==0) next.x=now.x-1;
            else if(i==1) next.x=now.x+1;
            else next.x=2*now.x;
            if(next.x<0 || next.x>=maxn) continue;//剪枝、排除越界
            if(!vis[next.x])
            {
                vis[next.x]=true;
                next.step=now.step+1;
                q[tail].x=next.x;q[tail].step=next.step;tail++;
                if(next.x==k) return next.step;
            }
        }
    }
}
int main()
{
    while(scanf("%d%d",&n,&k)!=EOF)
    {
        memset(vis,false,sizeof(vis));
        if(n>=k) printf("%d\n",n-k);
        else printf("%d\n",bfs());
    }
    return 0;
}