• [USACO11OPEN]玉米田迷宫Corn Maze


    题目描述

    This past fall, Farmer John took the cows to visit a corn maze. But this wasn't just any corn maze: it featured several gravity-powered teleporter slides, which cause cows to teleport instantly from one point in the maze to another. The slides work in both directions: a cow can slide from the slide's start to the end instantly, or from the end to the start. If a cow steps on a space that hosts either end of a slide, she must use the slide.

    The outside of the corn maze is entirely corn except for a single exit.

    The maze can be represented by an N x M (2 <= N <= 300; 2 <= M <= 300) grid. Each grid element contains one of these items:

    * Corn (corn grid elements are impassable)

    * Grass (easy to pass through!)

    * A slide endpoint (which will transport a cow to the other endpoint)

    * The exit

    A cow can only move from one space to the next if they are adjacent and neither contains corn. Each grassy space has four potential neighbors to which a cow can travel. It takes 1 unit of time to move from a grassy space to an adjacent space; it takes 0 units of time to move from one slide endpoint to the other.

    Corn-filled spaces are denoted with an octothorpe (#). Grassy spaces are denoted with a period (.). Pairs of slide endpoints are denoted with the same uppercase letter (A-Z), and no two different slides have endpoints denoted with the same letter. The exit is denoted with the equals sign (=).

    Bessie got lost. She knows where she is on the grid, and marked her current grassy space with the 'at' symbol (@). What is the minimum time she needs to move to the exit space?

    去年秋天,奶牛们去参观了一个玉米迷宫,迷宫里有一些传送装置,可以将奶牛从一点到另一点进行瞬间转移。这些装置可以双向使用:一头奶牛可以从这个装置的起点立即到此装置的终点,同时也可以从终点出发,到达这个装置的起点。如果一头奶牛处在这个装置的起点或者终点,这头奶牛就必须使用这个装置。

    玉米迷宫的外部完全被玉米田包围,除了唯一的一个出口。

    这个迷宫可以表示为N×M的矩阵(2 ≤ N ≤ 300; 2 ≤ M ≤ 300),矩阵中的每个元素都由以下项目中的一项组成:

     玉米,这些格子是不可以通过的。

     草地,可以简单的通过。

     一个装置的结点,可以将一头奶牛传送到相对应的另一个结点。

     出口

    奶牛仅可以在相邻两个格子之间移动,要在这两个格子不是由玉米组成的前提下才可以移动。奶牛能在一格草地上可能存在的四个相邻的格子移动。从草地移动到相邻的一个格子需要花费一个单位的时间,从装置的一个结点到另一个结点需要花费0个单位时间。

    被填充为玉米的格子用“#”表示,草地用“.”表示,每一对装置的结点由相同的大写字母组成“A-Z”,且没有两个不同装置的结点用同一个字母表示,出口用“=”表示。

    Bessie在这个迷宫中迷路了,她知道她在矩阵中的位置,将Bessie所在的那一块草地用“@”表示。求出Bessie需要移动到出口处的最短时间。

    例如以下矩阵,N=5,M=6:

    ###=##
    #.W.##
    #.####
    #.@W##
    ######

    唯一的一个装置的结点用大写字母W表示。

    最优方案为:先向右走到装置的结点,花费一个单位时间,再到装置的另一个结点上,花费0个单位时间,然后再向右走一个,再向上走一个,到达出口处,总共花费了3个单位时间。

    输入输出格式

    输入格式:

    第一行:两个用空格隔开的整数N和M;

    第2-N+1行:第i+1行描述了迷宫中的第i行的情况(共有M个字符,每个字符中间没有空格。)

    输出格式:

    一个整数,表示Bessie到达终点所需的最短时间。

    输入输出样例

    输入样例#1: 
    5 6
    ###=##
    #.W.##
    #.####
    #.@W##
    ######
    
    输出样例#1: 
    3

    分析:
    本题标签竟然是最短路(黑人问号)。。。显然BFS才是万能的。然而打开题解,原来SPFA也可以过,SPFA代码就CORY一下题解了。。。

    CODE:
    BFS版本(题解):
     1 #include<cstdio>
     2 #include<cstring>
     3 #include<queue>
     4 using namespace std;
     5 
     6 const int MAXN = 302;
     7 
     8 int n,m,Sx,Sy,Ex,Ey;
     9 char Map[MAXN][MAXN];
    10 int Tp[26][5];
    11 int Mx[] = {0,1,0,-1};
    12 int My[] = {1,0,-1,0};
    13 int g[MAXN][MAXN][3];
    14 bool Vis[MAXN][MAXN];
    15 struct Node{
    16     int x,y,Dis;
    17 };
    18 queue<Node> Que;
    19 
    20 void Bfs(){
    21     Node New;New.x = Sx;New.y = Sy;New.Dis = 0;
    22     Vis[Sx][Sy] = true;
    23     Que.push( New );
    24     while( !Que.empty() ){
    25         Node A = Que.front();Que.pop();
    26         for( int i=0;i<4;i++ ){
    27             int x = A.x + Mx[i],y = A.y + My[i];
    28             if( Vis[x][y]||x<1||y<1||x>n||y>m )continue;
    29             if( Map[x][y]=='=' ){printf("%d
    ",A.Dis+1);return;}
    30             New.x = x;New.y = y;New.Dis = A.Dis+1;
    31             if( Map[x][y]>='A'&&Map[x][y]<='Z' ){
    32                 if( x==Tp[Map[x][y]-'A'][1]&&y==Tp[Map[x][y]-'A'][2] )
    33                     {New.x = Tp[Map[x][y]-'A'][3];New.y = Tp[Map[x][y]-'A'][4];}
    34                 else{New.x = Tp[Map[x][y]-'A'][1];New.y = Tp[Map[x][y]-'A'][2];}
    35             }
    36             Vis[x][y] = true;
    37             Que.push( New );
    38         }
    39     }
    40 }
    41 
    42 int main(){
    43 
    44     scanf("%d%d",&n,&m);
    45     for( int i=1;i<=n;i++ )for( int j=0;j<=m;j++ ){
    46         Map[i][j] = getchar();
    47         if( Map[i][j]=='@' ) Sx = i,Sy = j;
    48         if( Map[i][j]=='=' ) Ex = i,Ey = j;
    49         if( Map[i][j]>='A'&&Map[i][j]<='Z' ){
    50         Tp[Map[i][j]-'A'][++Tp[Map[i][j]-'A'][0]] = i;
    51         Tp[Map[i][j]-'A'][++Tp[Map[i][j]-'A'][0]] = j;
    52         }
    53         if( Map[i][j]=='#' ) Vis[i][j] = true;
    54     }
    55     Bfs();
    56     return 0;
    57 }
    
    

    SPFA版本(题解):

    
    
     1 #include <bits/stdc++.h>
     2 using namespace std;
     3 const int px[5]={0,-1,1,0,0},py[5]={0,0,0,-1,1};
     4 const int N=90000,M=360000;
     5 char mp[350][350];
     6 int n,m,s,En,h[N],dis[N],q[N],visit[N],b,e,f[50],cs[50][5];
     7 struct edge {int s,n,v;} E[M];
     8 
     9 /*将二维压成一维*/
    10 int back(int x,int y)
    11 {
    12     int res=(x-1)*m+y;
    13     return res;
    14 }
    15 /*模板,一点都没有动*/
    16 void add(int x,int y,int z)
    17 {
    18     E[++En].v=z;E[En].n=h[x];
    19     E[En].s=y;h[x]=En;
    20 }
    21 void spfa(int start)
    22 {
    23     memset(dis,60,sizeof dis);
    24     memset(visit,0,sizeof visit);
    25     int l=0,r=1;
    26     q[1]=start;
    27     dis[start]=0;
    28     while (l!=r) 
    29     {
    30         if (++l>n) l=1;//手打循环队列
    31         int x=q[l];
    32         for(int k=h[x];k;k=E[k].n) 
    33         {
    34             int y=E[k].s;
    35             if (dis[x]+E[k].v<dis[y]) 
    36             {
    37                 dis[y]=dis[x]+E[k].v;
    38                 if (!visit[y]) 
    39                 {
    40                     visit[y]=1;
    41                     if (++r>n) r=1;
    42                     q[r]=y;
    43                 }
    44             }
    45         }
    46         visit[x]=0;
    47     }
    48 }
    49 
    50 int main()
    51 {
    52     cin>>n>>m;
    53     for(int i=1;i<=n;i++)
    54         scanf("%s",mp[i]+1);
    55     /*初始化*/
    56     for(int i=1;i<=n;i++)
    57         for(int j=1;j<=m;j++)
    58         {
    59             int address=back(i,j);
    60             if(mp[i][j]=='@') b=address;//获取起点地址
    61             if(mp[i][j]=='=') e=address;//获取终点地址
    62             if(mp[i][j]>='A'&&mp[i][j]<='Z')//记录传送门地址及个数
    63             {
    64                 int c=mp[i][j]-'A'+1;
    65                 cs[c][++f[c]]=address;
    66             }
    67         }
    68     /*连边*/    
    69     for(int i=1;i<=n;i++)
    70         for(int j=1;j<=m;j++)
    71         if(mp[i][j]!='#')//枚举每个点,如果能走...
    72         {
    73             int address=back(i,j);
    74             for(int k=1;k<=4;k++)
    75             {
    76                 int nx=i+px[k],ny=j+py[k];
    77                 if(nx>0&&ny>0&&nx<=n&&ny<=m&&mp[nx][ny]!='#')
    78                     if(mp[nx][ny]>='A'&&mp[nx][ny]<='Z'&&f[mp[nx][ny]-'A'+1]==2)
    79                     /*如果是起点终点都具备的传送门*/
    80                     {
    81                         int to=back(nx,ny);
    82                         if(to==cs[mp[nx][ny]-'A'+1][1]) to=cs[mp[nx][ny]-'A'+1][2];
    83                         else to=cs[mp[nx][ny]-'A'+1][1];//因为一维地址是唯一的,所以可以通过比较来确定这是第几个传送门
    84                         add(address,to,1);
    85                     }
    86                     else
    87                         add(address,back(nx,ny),1);
    88             }
    89         }
    90     n=n*m;//重要的一步!求实际点数,但好像还可优化
    91     spfa(b);//跑模板
    92     cout<<dis[e];//输出到终点的最短路
    93 }
    
    
    
     
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