UVA 321 - The New Villa

/* bfs找最短路，hash判重 二进制的状态压缩

*/

#include<cstdio>

#include<cstring>
#include<vector>
#include<cstdlib>
using namespace std;
vector<int> G[20];
vector<int> sw[20];
int r,d,s;
int vis[2000000];
struct node
{
    int r,step,light,fr;
} p[200000];


void init()
{
    memset(p,0,sizeof(p));
    memset(vis,0,sizeof(vis));
    for(int i = 0; i < 20; i++)
    {
        G[i].clear();
        sw[i].clear();
    }
}


int insert(int x)
{
    int temp = p[x].light*10 + p[x].r-1;
    if(vis[temp])
        return 0;
    return vis[temp]=1;
}
int cal(int x,int y)
{
    x = abs(x-y);
    for(int i = 0; i < 20; i++)
    {
        if(x==(1<<i)) return i+1;
    }
}
int print(int u)
{
    int v = p[u].fr;
    if(v)
        print(v);


    if(p[v].r==p[u].r&&p[u].light<p[v].light)
        printf("- Switch off light in room %d.\n",cal(p[u].light,p[v].light));
    else if(p[v].r==p[u].r&&p[u].light>p[v].light)
        printf("- Switch on light in room %d.\n",cal(p[u].light,p[v].light));
    else if(p[v].r!=p[u].r)
        printf("- Move to room %d.\n",p[u].r);
}
int bfs()
{
    int fronts = 0,rears=1;
    p[fronts].fr=0;
    p[fronts].light=1;
    p[fronts].r=1;
    p[fronts].step=0;
    insert(0);
    while(fronts<rears)
    {
        int x = p[fronts].r;
        if(x==r&&p[fronts].light==1<<(x-1))
        {
            printf("The problem can be solved in %d steps:\n",p[fronts].step);
            print(fronts);
            return 0;
        }
        for(int i = 0; i < G[x].size(); i++)
        {
            if((1<<(G[x][i]-1))&p[fronts].light)
            {
                p[rears].fr=fronts;
                p[rears].light = p[fronts].light;
                p[rears].step = p[fronts].step+1;
                p[rears].r = G[x][i];
                if(insert(rears))
                {
                    rears++;
                }
            }
        }
        for(int i = 0; i < sw[x].size(); i++)
        {
            p[rears].fr=fronts;
            p[rears].step = p[fronts].step + 1;
            p[rears].r = p[fronts].r;
            if((1<<(sw[x][i]-1))&p[fronts].light)
                p[rears].light = p[fronts].light - (1<<(sw[x][i]-1));
            else
                p[rears].light = p[fronts].light + (1<<(sw[x][i]-1));
            if((((1<<x-1))&p[rears].light)&&insert(rears))
            {
                rears++;
            }
        }
        fronts++;
    }
    printf("The problem cannot be solved.\n");
}
int main()
{
    int a,b,kc=0;
    while(scanf("%d %d %d",&r,&d,&s)==3)
    {
        if(!r&&!d&&!s) break;
        init();
        //printf("%d %d %d\n",r,d,s);
        for(int i = 0; i < d; i++)
        {
            scanf("%d %d",&a,&b);
            G[a].push_back(b);
            G[b].push_back(a);
        }
        for(int i = 0; i < s; i++)
        {
            scanf("%d %d",&a,&b);
            sw[a].push_back(b);
        }
        printf("Villa #%d\n",++kc);
        bfs();
        printf("\n");
    }
    return 0;
}