uva1601(双向BFS经典题)
来源:互联网 发布:c语言socket编程实例 编辑:程序博客网 时间:2024/06/03 22:06
题目描述:http://acm.hust.edu.cn/vjudge/problem/viewProblem.action?id=51163
首先用单向BFS解决,代码如下。最后在单向基础上改进成双向
单向:
/*solution: 还是隐式图搜索问题,类似dijkstra,用bfs解决,这个是单向搜索,弊端是有时候随着搜索 的深入,可扩展的结点会越来越多,造成效率变慢,用双向bfs可以解决这个问题note: 隐式图的搜索 处理输入时候要用fgets,否则会TLEdate: 2016/5/5*/#include <iostream>#include <cstdio>#include <queue>#include <cstring>using namespace std;int w, h, n, s[3], t[3];char dataset[20][20];int G[200][5], vis[200][200][200], dist[200][200][200];int deg[200]; //记录每个编号为i的空格周围可以走的步数int dx[] = {0, -1, 1, 0, 0};int dy[] = {0, 0, 0, -1, 1};inline int ID(int a, int b, int c) { return (a << 16) | (b << 8) | c;}inline bool conflict(int a, int b, int a2, int b2) { return ((a2 == b2) || (a == b2 && b == a2));}int bfs() { queue<int> q; q.push(ID(s[0], s[1], s[2])); dist[s[0]][s[1]][s[2]] = 0; while(!q.empty()) { int u = q.front(); q.pop(); int a = (u >> 16) & 0xff, b = (u >> 8) & 0xff, c = u & 0xff; //解码出出列状态三个小鬼的位置 if(a == t[0] && b == t[1] && c == t[2]) return dist[a][b][c]; for(int i = 0; i < deg[a]; i++) { int a2 = G[a][i]; for(int j = 0; j < deg[b]; j++) { int b2 = G[b][j]; if(conflict(a, b, a2, b2)) continue; for(int k = 0; k < deg[c]; k++) { int c2 = G[c][k]; if(conflict(a, c, a2, c2) || conflict(b, c, b2, c2)) continue; if(dist[a2][b2][c2] == -1) { //等于-1说明没有访问过该状态,就要压入队列 dist[a2][b2][c2] = dist[a][b][c] + 1; q.push(ID(a2, b2, c2)); } } } } } return -1;}int main() { //freopen("input.txt", "r", stdin); while(~scanf("%d%d%d\n", &w, &h, &n) && n) { for(int i = 0; i < h; i++) fgets(dataset[i], 20, stdin); //此处不能用scanf来处理输入,会TLE int cnt = 0, x[200], y[200], id[20][20]; //从图中抽取出空间并求出初始状态和目标状态 for(int i = 0; i < h; i++) for(int j = 0; j < w; j++) { if(dataset[i][j] != '#') { x[cnt] = i; y[cnt] = j; id[i][j] = cnt; if(islower(dataset[i][j])) s[dataset[i][j] - 'a'] = cnt; else if(isupper(dataset[i][j])) t[dataset[i][j] - 'A'] = cnt; cnt++; //注意这里的cnt++不能偷懒在上面一行末尾,因为这样有时候cnt++会没有执行 } } for(int i = 0; i < cnt; i++) { //利用空格建立图 deg[i] = 0; for(int j = 0; j < 5; j++) { int nx = x[i] + dx[j]; int ny = y[i] + dy[j]; if(dataset[nx][ny] != '#') G[i][deg[i]++] = id[nx][ny]; } } if(n <= 2) { deg[cnt] = 1; G[cnt][0] = cnt; s[2] = t[2] = cnt++; } if(n <= 1) { deg[cnt] = 1; G[cnt][0] = cnt; s[1] = t[1] = cnt++; } memset(dist, -1, sizeof(dist)); printf("%d\n", bfs()); } return 0;}
双向:
#include <iostream>#include <cstdio>#include <queue>#include <cstring>using namespace std;int w, h, n, s[3], t[3];char dataset[20][20];int G[200][5], color[200][200][200], dist[200][200][200], redist[200][200][200];int deg[200]; //记录每个编号为i的空格周围可以走的步数int dx[] = {0, -1, 1, 0, 0};int dy[] = {0, 0, 0, -1, 1};inline int ID(int a, int b, int c) { //对状态进行编码 return (a << 16) | (b << 8) | c;}inline bool conflict(int a, int b, int a2, int b2) { return ((a2 == b2) || (a == b2 && b == a2));}int bfs() { queue<int> qf; //记录正向bfs queue<int> qb; //记录反向bfs dist[s[0]][s[1]][s[2]] = 0; dist[t[0]][t[1]][t[2]] = 1; //分别记录正反两种遍历走了多少步数 qf.push(ID(s[0], s[1], s[2])); qb.push(ID(t[0], t[1], t[2])); //起点终点分别压入队列 color[s[0]][s[1]][s[2]] = 1; color[t[0]][t[1]][t[2]] = 2; //分别标注正反两种遍历已经走过的 while(!qf.empty() || !qb.empty()) { int fnum = qf.size(), bnum = qb.size(); while(fnum--) { int u = qf.front(); qf.pop(); int a = (u >> 16) & 0xff, b = (u >> 8) & 0xff, c = u & 0xff; for(int i = 0; i < deg[a]; i++) { int a2 = G[a][i]; for(int j = 0; j < deg[b]; j++) { int b2 = G[b][j]; if(conflict(a, b, a2, b2)) continue; for(int k = 0; k < deg[c]; k++) { int c2 = G[c][k]; if(conflict(a, c, a2, c2) || conflict(b, c, b2, c2)) continue; if(color[a2][b2][c2] == 0) { dist[a2][b2][c2] = dist[a][b][c] + 1; color[a2][b2][c2] = 1; qf.push(ID(a2, b2, c2)); } else if(color[a2][b2][c2] == 2) { return dist[a][b][c] + dist[a2][b2][c2]; } } } } } while(bnum--) { int u = qb.front(); qb.pop(); int a = (u >> 16) & 0xff, b = (u >> 8) & 0xff, c = u & 0xff; for(int i = 0; i < deg[a]; i++) { int a2 = G[a][i]; for(int j = 0; j < deg[b]; j++) { int b2 = G[b][j]; if(conflict(a, b, a2, b2)) continue; for(int k = 0; k < deg[c]; k++) { int c2 = G[c][k]; if(conflict(a, c, a2, c2) || conflict(b, c, b2, c2)) continue; if(color[a2][b2][c2] == 0) { dist[a2][b2][c2] = dist[a][b][c] + 1; color[a2][b2][c2] = 2; qb.push(ID(a2, b2, c2)); } else if(color[a2][b2][c2] == 1) { return dist[a][b][c] + dist[a2][b2][c2]; } } } } } } return -1;}int main() { freopen("input.txt", "r", stdin); while(~scanf("%d%d%d\n", &w, &h, &n) && n) { for(int i = 0; i < h; i++) fgets(dataset[i], 20, stdin); //此处不能用scanf来处理输入,会TLE int cnt = 0, x[200], y[200], id[20][20]; //从图中抽取出空间并求出初始状态和目标状态 for(int i = 0; i < h; i++) for(int j = 0; j < w; j++) { if(dataset[i][j] != '#') { x[cnt] = i; y[cnt] = j; id[i][j] = cnt; if(islower(dataset[i][j])) s[dataset[i][j] - 'a'] = cnt; //初始状态 else if(isupper(dataset[i][j])) t[dataset[i][j] - 'A'] = cnt; //目标状态 cnt++; //注意这里的cnt++不能偷懒在上面一行末尾,因为这样有时候cnt++会没有执行 } } for(int i = 0; i < cnt; i++) { //利用空格建立图 deg[i] = 0; for(int j = 0; j < 5; j++) { int nx = x[i] + dx[j]; int ny = y[i] + dy[j]; if(dataset[nx][ny] != '#') G[i][deg[i]++] = id[nx][ny]; } } if(n <= 2) { deg[cnt] = 1; G[cnt][0] = cnt; s[2] = t[2] = cnt++; } if(n <= 1) { deg[cnt] = 1; G[cnt][0] = cnt; s[1] = t[1] = cnt++; } memset(dist, 0, sizeof(dist)); memset(color, 0, sizeof(color)); if(s[0] == t[0] && s[1] == t[1] && s[2] == t[2]) printf("0\n"); else printf("%d\n", bfs()); } return 0;}
最后一定要注意,每次扩展是扩展一层而不是一个点。网上有些代码写法是扩展一个点,实际上是错误的,应该扩展一层。!!扩展一个点能过的题目可能是测试数据设计不够刁。一定要注意!!!!!!
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