Description - 问题描述
在各种棋中,棋子的走法总是一定的,如中国象棋中马走“日”。有一位小学生就想如果马能有两种走法将增加其趣味性,因此,他规定马既能按“日”走,也能如象一样走“田”字。他的同桌平时喜欢下围棋,知道这件事后觉得很有趣,就想试一试,在一个(100*100)的围棋盘上任选两点A、B,A点放上黑子,B点放上白子,代表两匹马。棋子可以按“日”字走,也可以按“田”字走,俩人一个走黑马,一个走白马。谁用最少的步数走到左上角坐标为(1,1)的点时,谁获胜。现在他请你帮忙,给你A、B两点的坐标,想知道两个位置到(1,1)点可能的最少步数。
Input - 输入数据
两行:第一行A点的坐标,第二行B点的坐标,坐标都是不超过100的自然数。
Output - 输出数据
两行,第一行A点走到(1,1)位置的最少步数;第二行是B点走到(1,1)位置的最少步数。
详细解法
读完题目我们可以知道,这里的马可以走“日”字,亦可以走“田”字,那么我们假设该点的坐标为(x,y),那么其可以到达的坐标便有12种情况,分别为:走“日”字:(x-2,y-1),(x-1,y-2),(x-2,y+1),(x-1,y+2),(x+2,y-1),(x+1,y-2),(x+1,y+2),(x+2,y+1);走“田”字:(x-2,y-2),(x-2,y+2),(x+2,y+2),(x+2,y-2)。这样分析下来,我们便可将所有x的增量以及其所对应的y的增量保存到两个数组dx[],dy[]中,每次通过对数组对应元素的选择来完成移动。代码如下:
int dx[12]={-2,-2,-1,1,2,2,2,2,1,-1,-2,-2}; int dy[12]={-1,-2,-2,-2,-2,-1,1,2,2,2,2,1};
其后,题目要求是分别有两颗棋子进行移动,其最终目的地都是(1,1),那么,我们需要对每个棋子的移动方式进行探讨吗?其实不然,对于每一颗棋子,虽然他们的出发点不同,但其终点都为(1,1)。以是,我们便可看成是有一颗棋子从(1,1)出发,分别移动到(x1,y1),(x2,y2)的步数。这样一来,便可以通过bfs(百度定义:宽度优先搜索算法(又称广度优先搜索)是最简便的图的搜索算法之一,这一算法也是很多重要的图的算法的原型。Dijkstra单源最短路径算法和Prim最小生成树算法都采用了和宽度优先搜索类似的思想。其别名又叫BFS,属于一种盲目搜寻法,目的是系统地展开并检查图中的所有节点,以找寻结果。换句话说,它并不考虑结果的可能位置,彻底地搜索整张图,直到找到结果为止。)来完成整个的搜索最少步数的工作了。
既然确定了bfs的算法,那么我们就需要使用队列的结构了,我们可以用STL里的queue来定义一个队列数组,代码如下:
#include<queue> queue<int>q[4];
其中,q[1]存储从(1,1)可到达点的横坐标,q[2]存储从(1,1)可到达点的纵坐标,q[3]则表示到达该点所需要的最短步数。假如你说用不惯STL里的queue,那么我们也可以自己写队列,如下所示:
int que[maxn][4]={0};
同时也需要定义一个头指针与一个尾指针,其二者的初值都为1,以表示队列为空,代码如下:
int head=1,tail=1;
其次,为了最后输出的方便,我们还要定义一个s[maxn][maxn]数组来存储到达s[x][y]的最小步数,最后只需要输出s[x1][y1],s[x2][y2]的值即可。同时,也得将s[1][1]赋值为0,其他元素赋值为1,代码如下:
memset(s,-1,sizeof(s)); s[1][1]=0;
(接下来,我们全部用自己写的队列,进行操作,使用STL代码将在最后给出)
一开始,我们将初始状态入队,即q[1][1]=1,q[1][2]=1,q[1][3]=0,代码如下:
q[1][1]=1; q[1][2]=1; q[1][3]=0;
接着,我们便使用一个循环进行拓展的操作,和1777的倒水一样,循环成立的条件是head<=tail(即队列不为空).然后,对于前面所列出的12种情况,我们每一种都要进行探讨,即使用一个for循环,从0枚举到11.其步骤大致如下:①取队首元素所能到达的位置②判断当前位置是否越界③判断当前位置是否到达过(根据bfs的原理先前到达过的步数一定小于当前的步数,故不需要再继续拓展)④将当前的s[x][y]的值更新,即其值就等于当前q[head][3]+1⑤将新得到的x,y的值入队⑥判断是否已将(x1,y1),(x2,y2)的最少步数都搜索到,即判断s[x1][y1],s[x2][y2]的值是否都>0,是的话就输出后结束程序否则就弹出队首元素(前面只是取出,并没有弹出)并重复①。其代码如下:
1 while(head<=tail) 2 { 3 for(int d=0;d<12;d++) 4 { 5 int x=q[head][1]+dx[d]; //取队首元素所能到达横坐标的位置 6 int y=q[head][2]+dy[d]; //取队首元素所能到达纵坐标的位置 7 if(x>0&&y>0&&x<=100&&y<=100) //判断是否在界内 8 if(s[x][y]==-1) //判断是否已经拓展过 9 { 10 s[x][y]=q[head][3]+1; //更新s[x][y]的值 11 tail++; //将新状态入队 12 q[tail][1]=x; 13 q[tail][2]=y; 14 q[tail][3]=s[x][y]; 15 if(s[x1][y1]>0&&s[x2][y2]>0) //判断是否达到了目标状态 16 { 17 cout<<s[x1][y1]<<endl; //输出 18 cout<<s[x2][y2]<<endl; 19 return 0; 20 } 21 } 22 } 23 head++; //弹出队首元素 24 }
最后,给出OJ上ac的代码,仅供参考:
以下下为自己写的队列:
1 #include<iostream> 2 #include<cstring> 3 using namespace std; 4 int const maxn=10000+1; 5 int const area=100+1; 6 int dx[12]={-2,-2,-1,1,2,2,2,2,1,-1,-2,-2}; 7 int dy[12]={-1,-2,-2,-2,-2,-1,1,2,2,2,2,1}; 8 int s[area][area],q[maxn][4]={0}; 9 int x1,y1,x2,y2; 10 int head=1,tail=1; 11 int main() 12 { 13 memset(s,0xff,sizeof(s)); 14 cin>>x1>>y1>>x2>>y2; 15 q[1][1]=1; 16 q[1][2]=1; 17 q[1][3]=0; 18 while(head<=tail) 19 { 20 for(int d=0;d<12;d++) 21 { 22 int x=q[head][1]+dx[d]; //取队首元素所能到达横坐标的位置 23 int y=q[head][2]+dy[d]; //取队首元素所能到达纵坐标的位置 24 if(x>0&&y>0&&x<=100&&y<=100) //判断是否在界内 25 if(s[x][y]==-1) //判断是否已经拓展过 26 { 27 s[x][y]=q[head][3]+1; //更新s[x][y]的值 28 tail++; //将新状态入队 29 q[tail][1]=x; 30 q[tail][2]=y; 31 q[tail][3]=s[x][y]; 32 if(s[x1][y1]>0&&s[x2][y2]>0) //判断是否达到了目标状态 33 { 34 cout<<s[x1][y1]<<endl; //输出 35 cout<<s[x2][y2]<<endl; 36 return 0; 37 } 38 } 39 } 40 head++; //弹出队首元素 41 } 42 }
以下为直接用STL的队列,其大致入队出队的操作都与前者相似,故不再介绍:
1 /* 2 Name: lwq 3 Copyright: 4 Author: 5 Date: 14-12-14 14:17 6 Description: 2226STL 7 */ 8 9 #include<iostream> 10 #include<cstring> 11 #include<queue> 12 using namespace std; 13 int const maxn=10000+1; 14 int const area=100+1; 15 int dx[12]={-2,-2,-1,1,2,2,2,2,1,-1,-2,-2}; 16 int dy[12]={-1,-2,-2,-2,-2,-1,1,2,2,2,2,1}; 17 int s[area][area]; 18 queue<int>q[4]; 19 int x1,y1,x2,y2; 20 int main() 21 { 22 memset(s,-1,sizeof(s)); 23 cin>>x1>>y1>>x2>>y2; 24 q[1].push(1); 25 q[2].push(1); 26 q[3].push(0); 27 while((!q[1].empty())&&(!q[2].empty())&&(!q[3].empty())) 28 { 29 for(int d=0;d<12;d++) 30 { 31 int x=q[1].front()+dx[d]; 32 int y=q[2].front()+dy[d]; 33 if(x>0&&y>0&&x<=100&&y<=100) 34 if(s[x][y]==-1) 35 { 36 s[x][y]=q[3].front()+1; 37 q[1].push(x); 38 q[2].push(y); 39 q[3].push(s[x][y]); 40 if(s[x1][y1]>0&&s[x2][y2]>0) 41 { 42 cout<<s[x1][y1]<<endl; 43 cout<<s[x2][y2]<<endl; 44 return 0; 45 } 46 } 47 } 48 q[1].pop(); 49 q[2].pop(); 50 q[3].pop(); 51 } 52 }
最后,欢迎大家的指教。