华容道
【问题描述】
小 B 最近迷上了华容道,可是他总是要花很长的时间才能完成一次。于是,他想到用编程来完成华容道:给定一种局面,华容道是否根本就无法完成,如果能完成,最少需要多少时间。
小 B 玩的华容道与经典的华容道游戏略有不同,游戏规则是这样的:
- 在一个 n*m 棋盘上有 n*m 个格子,其中有且只有一个格子是空白的,其余 n*m-1 个格子上每个格子上有一个棋子,每个棋子的大小都是 1*1 的;
- 有些棋子是固定的,有些棋子则是可以移动的;
- 任何与空白的格子相邻(有公共的边)的格子上的棋子都可以移动到空白格子上。
游戏的目的是把某个指定位置可以活动的棋子移动到目标位置。
给定一个棋盘,游戏可以玩 q 次,当然,每次棋盘上固定的格子是不会变的,但是棋盘上空白的格子的初始位置、指定的可移动的棋子的初始位置和目标位置却可能不同。第 i 次玩的时候,空白的格子在第 EXi 行第 EYi 列,指定的可移动棋子的初始位置为第 SXi 行第 SYi 列,目标位置为第 TXi 行第 TYi 列。
假设小 B 每秒钟能进行一次移动棋子的操作,而其他操作的时间都可以忽略不计。请
你告诉小 B 每一次游戏所需要的最少时间,或者告诉他不可能完成游戏。
【输入】
输入文件为 puzzle.in。
第一行有 3 个整数,每两个整数之间用一个空格隔开,依次表示 n、m 和 q;
接下来的 n 行描述一个 n*m 的棋盘,每行有 m 个整数,每两个整数之间用一个空格隔开,每个整数描述棋盘上一个格子的状态,0 表示该格子上的棋子是固定的,1 表示该格子上的棋子可以移动或者该格子是空白的。
接下来的 q 行,每行包含 6 个整数依次是 EXi、EYi、SXi、SYi、TXi、TYi,每两个整数之间用一个空格隔开,表示每次游戏空白格子的位置,指定棋子的初始位置和目标位置。
【输出】
输出文件名为 puzzle.out。
输出有 q 行,每行包含 1 个整数,表示每次游戏所需要的最少时间,如果某次游戏无法完成目标则输出−1。
【输入输出样例】
puzzle.in |
puzzle.out |
3 4 2 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 3 2 1 2 2 2 1 2 2 2 3 2
|
2 -1
|
【输入输出样例说明】
棋盘上划叉的格子是固定的,红色格子是目标位置,圆圈表示棋子,其中绿色圆圈表示目标棋子。
1. 第一次游戏,空白格子的初始位置是 (3, 2)(图中空白所示),游戏的目标是将初始位置在(1, 2)上的棋子(图中绿色圆圈所代表的棋子)移动到目标位置(2, 2)(图中红色的格子)上。
移动过程如下:
2. 第二次游戏,空白格子的初始位置是(1, 2)(图中空白所示),游戏的目标是将初始位置在(2, 2)上的棋子(图中绿色圆圈所示)移动到目标位置 (3, 2)上。
初始状态
要将指定块移入目标位置,必须先将空白块移入目标位置,空白块要移动到目标位置,必然是从位置(2,2)上与当前图中目标位置上的棋子交换位置,之后能与空白块交换位置的只有当前图中目标位置上的那个棋子,因此目标棋子永远无法走到它的目标位置,游戏无法完成。
【数据范围】
对于 30%的数据,1 ≤ n, m ≤ 10,q = 1;
对于 60%的数据,1 ≤ n, m ≤ 30,q ≤ 10;
对于 100%的数据,1 ≤ n, m ≤ 30,q ≤ 500。
std
#include <bits/stdc++.h> using namespace std; template<typename _Tp>inline void read(_Tp&dig) { char c;dig=0; while(c=getchar(),!isdigit(c)); while(isdigit(c))dig=dig*10+c-'0',c=getchar(); } int n,m,q,mp[35][35],ex,ey,sx,sy,tx,ty,tmp[35][35],dis[35][35][35][35][4],htab[10][35][35]; bool vis[35][35]; struct P{int h,w;}dirc[4]={{-1,0},{1,0},{0,-1},{0,1}}; struct ST { int h,w,d,G,H; bool operator < (const ST another)const{return G+H>another.G+another.H;} }; queue<P> que; priority_queue<ST> pq; inline int H(int h,int w){return abs(h-tx)+abs(w-ty);} inline void bfs(int x1,int y1,int x2,int y2) { memset(tmp,0,sizeof(tmp)),memset(vis,0,sizeof(vis)); que.push((P){x1,y1}),vis[x1][y1]=1; for(int i=0;i<4;i++)dis[x1][y1][x2][y2][i]=-1; while(!que.empty()) { P F=que.front();que.pop(); P next; for(int i=0;i<4;i++) { if(F.h-dirc[i].h==x2&&F.w-dirc[i].w==y2)dis[x1][y1][x2][y2][i]=tmp[F.h][F.w]; next.h=F.h+dirc[i].h,next.w=F.w+dirc[i].w; if(next.h<1||next.h>n||next.w<1||next.w>m)continue; if(vis[next.h][next.w]||!mp[next.h][next.w]||(next.h==x2&&next.w==y2))continue; tmp[next.h][next.w]=tmp[F.h][F.w]+1; que.push(next),vis[next.h][next.w]=1; } } } int main() { read(n),read(m),read(q); for(int i=1;i<=n;i++)for(int j=1;j<=m;j++)read(mp[i][j]); for(int i=1;i<=n;i++) for(int j=1;j<=m;j++)if(mp[i][j]) for(int k=0;k<4;k++)if(mp[i+dirc[k].h][j+dirc[k].w]) bfs(i+dirc[k].h,j+dirc[k].w,i,j); while(q--) { memset(htab,127,sizeof(htab)); while(!pq.empty())pq.pop(); read(ex),read(ey),read(sx),read(sy),read(tx),read(ty),bfs(ex,ey,sx,sy); if(sx==tx&&sy==ty){printf("0\n");continue;} for(int i=0;i<4;i++) if(dis[ex][ey][sx][sy][i]!=-1) { ST next=(ST){sx,sy,i,dis[ex][ey][sx][sy][i],H(sx,sy)}; pq.push(next),htab[next.d][next.h][next.w]=dis[ex][ey][sx][sy][i]; } while(!pq.empty()) { ST F=pq.top();pq.pop(); if(F.h==tx&&F.w==ty){printf("%d\n",F.G);goto end;} int eh=F.h+dirc[F.d].h,ew=F.w+dirc[F.d].w; for(int i=0;i<4;i++) if(dis[eh][ew][F.h][F.w][i]!=-1) { ST next=(ST){F.h,F.w,i,F.G+dis[eh][ew][F.h][F.w][i],F.H}; if(htab[next.d][next.h][next.w]>F.G+dis[eh][ew][F.h][F.w][i]) pq.push(next),htab[next.d][next.h][next.w]=F.G+dis[eh][ew][F.h][F.w][i]; } ST next=(ST){eh,ew,F.d^1,F.G+1,H(eh,ew)}; if(htab[next.d][next.h][next.w]>F.G+1) pq.push(next),htab[next.d][next.h][next.w]=F.G+1; } printf("-1\n"); end:continue; } return 0; }