刷题 | C++ | 算法竞赛入门经典 5-2木块问题

题目描述如下：

从左到右有n个木块，编号为0~n-1，要求模拟以下4种操作（下面的a和b都是木块编号）。

• move a onto b：把a和b上方的木块全部归位，然后把a摞在b上面。
• move a over b：把a上方的木块全部归位，然后把a放在b所在木块堆的顶部。
• pile a onto b：把b上方的木块全部归位，然后把a及上面的木块整体摞在b上面。
• pile a over b：把a及上面的木块整体摞在b所在木块堆的顶部。

所有操作结束后，输出每个位置的木块列表，按照从底部到顶部的顺序排列。

首先能做的，是整理题目要求，合并同类的操作。

观察发现：当动作为move，需要把a上方的木块全部归位；当介词为onto，需要把b上方的木块全部归位。完成归位动作后，a或b上方的木块可能都已被清空，4种操作其实都需要完成“把a及上面的木块整体摞到b所在木块堆的顶部”。

书本代码如下：

#include <cstdio>
#include <string>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

const int maxn = 30;
int n;
vector<int> pile[maxn];

//找木块a所在的pile和height，以引用的形式返回调用者
void find_block(int a, int& p, int& h) {
	for (p = 0; p < n; p++) {
		for (h = 0; h < pile[p].size(); h++) {
			if (pile[p][h] == a) {
				return;
			}
		}
	}
}

//把第p堆高度为h的木块上方的所有木块移回原位
void clear_above(int p, int h) {
	for (int i = h + 1; i < pile[p].size(); i++) {
		int b = pile[p][i];
		pile[b].push_back(b); //把木块b放回原位
	}
	pile[p].resize(h + 1); //pile只保留下标0~h的元素
}

//把第p堆高度为h及其上方的木块整体移动到p2堆的顶部
void pile_onto(int p, int h, int p2) {
	for (int i = h; i < pile[p].size(); i++) {
		pile[p2].push_back(pile[p][i]);
	}
	pile[p].resize(h);
}

void print() {
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		printf("%d:", i);
		for (int j = 0; j < pile[i].size(); j++) {
			printf(" %d", pile[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}
}

int main() {
	int a, b;
	cin >> n;
	string s1, s2;
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		pile[i].push_back(i);
	}
	while (cin >> s1 >> a >> s2 >> b) {
		int pa, pb, ha, hb;
		find_block(a, pa, ha);
		find_block(b, pb, hb);
		if (pa == pb) {
			//非法指令
			continue;
		}
		if (s2 == "onto") {
			clear_above(pb, hb);
		}
		if (s1 == "move") {
			clear_above(pa, ha);
		}
		pile_onto(pa, ha, hb);
	}
	print();
	return 0;
}

代码中有许多值得学习的地方。

1. C++中一般使用const int定义常数，而不是C中的#define

const int maxn = 30;
vector<int> pile[maxn];

2. 以引用的形式返回调用者，可以实现一个函数返回多个参数。

//找木块a所在的pile和height，以引用的形式返回调用者
void find_block(int a, int& p, int& h) {
	for (p = 0; p < n; p++) {
		for (h = 0; h < pile[p].size(); h++) {
			if (pile[p][h] == a) {
				return;
			}
		}
	}
}

3. vector可以使用resize(n)函数使vector只保留前n个元素（也就是下标0~n-1的元素），不需要使用pop_back()反复删除最后一个元素

//把第p堆高度为h的木块上方的所有木块移回原位
void clear_above(int p, int h) {
	for (int i = h + 1; i < pile[p].size(); i++) {
		int b = pile[p][i];
		pile[b].push_back(b); //把木块b放回原位
	}
	pile[p].resize(h + 1); //pile只保留下标0~h的元素
}

4. C++中的string变量可以直接使用==进行比对

if (s2 == "onto") {
	clear_above(pb, hb);
}
if (s1 == "move") {
	clear_above(pa, ha);
}

5. 反复读入某一格式的输入条目，直至结束的写法：

int a, b;
string s1, s2;
while (cin >> s1 >> a >> s2 >> b) {
	......
}