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POJ 3083 - Children of the Candy Corn

 2 years ago
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Children of the Candy Corn

给定一个迷宫，S是起点，E是终点，# 是墙不可走，. 可以走

先输出左转优先时，从S到E的步数

再输出右转优先时，从S到E的步数

最后输出S到E的最短步数

W为宽，列数

H为高，行数

DFS和BFS的综合题水题，难度不大，但是写代码时要注意几方面：

1、 左转、右转优先搜索时必须标记当前位置时的方向，我定义的方向是

01.png

最初的方向由起点S确定，而下一步的方向则由前一步的走向决定。

例如 左边优先搜索：

　当前位置的方向指向 1（向左），(这同时说明前一步是在第“3”的位置走过来的)

　那么走下一步时，就要根据2103的顺序，先逐格确定当前位置周边的四格是否可行

　若第一次确认2可行，就走到2，在位置2时的方向为2（向下）

　若2不可行，则再确定1，若1可行，就走到1，在位置1时的方向为1（向左）

　　若1也不可行，则再确定0，若0可行，就走到0，在位置0时的方向为0（向上）

　　若0也不可行，说明进入了迷宫的死胡同，要从原路返回，走回3

右边优先搜索也同理。

根据我定义的方向，设当前位置为d，那么：

  • 左转，用数学式子表达就是 d=(d+1)%4
  • 右转，用数学式子表达就是 d=(d+3)%4

我比较懒，在我的程序中，DFS和BFS都用了多入口的做法，有兴趣的同学可以利用我给出的这两个式子对代码进行优化。

这里还有一点必须要注意的： 左边、右边优先搜索都不是找最短路，因此走过的路可以再走，无需标记走过的格

2、寻找最短路只能用BFS

因此在做第3问时别傻乎乎的又用DFS，DFS对于样例的输入确实和BFS得到的结果一样的，别以为样例PASS就提交了。。。所以我就说样例没代表性，学会测试数据很重要= =

需要注意的还有：

  • 要求E的最短路，必须把迷宫模拟为树，S为根，找到E所在的层（树深），该层就是S到E的最短路，处理技巧就是在BFS时，令 queue[tail] 的depth等于对应的 queue[head]的 depth+1 ，详细见我的程序
  • 把循环的次数作为深度就铁定错的
//Memory Time 
// 212K   0MS 

#include<iostream>
using namespace std;

typedef class
{
    public:
        int r,c;
        int depth;
}SE;

SE s,e; //起止点
int Lstep;  //左边优先搜索 时从S到E的总步数
int Rstep;  //右边优先搜索 时从S到E的总步数
int shortstep;  //S到E的最少总步数

bool maze[41][41]; //记录迷宫的“可行域”与“墙”

void DFS_LF(int i,int j,int d)    //左边优先搜索，i,j为当前点坐标，d为当前位置方向
{
    Lstep++;
    if(i==e.r && j==e.c)
        return;

    switch(d)
    {
        case 0:
            {
                if(maze[i][j-1])
                    DFS_LF(i,j-1,1);
                else if(maze[i-1][j])
                    DFS_LF(i-1,j,0);
                else if(maze[i][j+1])
                    DFS_LF(i,j+1,3);
                else if(maze[i+1][j])
                    DFS_LF(i+1,j,2);
                break;
            }
        case 1:
            {
                if(maze[i+1][j])
                    DFS_LF(i+1,j,2);
                else if(maze[i][j-1])
                    DFS_LF(i,j-1,1);
                else if(maze[i-1][j])
                    DFS_LF(i-1,j,0);
                else if(maze[i][j+1])
                    DFS_LF(i,j+1,3);
                break;
            }
        case 2:
            {
                if(maze[i][j+1])
                    DFS_LF(i,j+1,3);
                else if(maze[i+1][j])
                    DFS_LF(i+1,j,2);
                else if(maze[i][j-1])
                    DFS_LF(i,j-1,1);
                else if(maze[i-1][j])
                    DFS_LF(i-1,j,0);
                break;
            }
        case 3:
            {
                if(maze[i-1][j])
                    DFS_LF(i-1,j,0);
                else if(maze[i][j+1])
                    DFS_LF(i,j+1,3);
                else if(maze[i+1][j])
                    DFS_LF(i+1,j,2);
                else if(maze[i][j-1])
                    DFS_LF(i,j-1,1);
                break;
            }
    }

    return;
}

void DFS_RF(int i,int j,int d)    //右边优先搜索，i,j为当前点坐标，d为当前位置方向
{
    Rstep++;
    if(i==e.r && j==e.c)
        return;

    switch(d)
    {
        case 0:
            {
                if(maze[i][j+1])
                    DFS_RF(i,j+1,3);
                else if(maze[i-1][j])
                    DFS_RF(i-1,j,0);
                else if(maze[i][j-1])
                    DFS_RF(i,j-1,1);
                else if(maze[i+1][j])
                    DFS_RF(i+1,j,2);
                break;
            }
        case 1:
            {
                if(maze[i-1][j])
                    DFS_RF(i-1,j,0);
                else if(maze[i][j-1])
                    DFS_RF(i,j-1,1);
                else if(maze[i+1][j])
                    DFS_RF(i+1,j,2);
                else if(maze[i][j+1])
                    DFS_RF(i,j+1,3);
                break;
            }
        case 2:
            {
                if(maze[i][j-1])
                    DFS_RF(i,j-1,1);
                else if(maze[i+1][j])
                    DFS_RF(i+1,j,2);
                else if(maze[i][j+1])
                    DFS_RF(i,j+1,3);
                else if(maze[i-1][j])
                    DFS_RF(i-1,j,0);
                break;
            }
        case 3:
            {
                if(maze[i+1][j])
                    DFS_RF(i+1,j,2);
                else if(maze[i][j+1])
                    DFS_RF(i,j+1,3);
                else if(maze[i-1][j])
                    DFS_RF(i-1,j,0);
                else if(maze[i][j-1])
                    DFS_RF(i,j-1,1);
                break;
            }
    }
    return;
}

void BFS_MSS(int i,int j)    //最短路搜索
{
    bool vist[41][41]={false};
    SE queue[1600];
    int head,tail;

    queue[head=0].r=i;
    queue[tail=0].c=j;
    queue[tail++].depth=1;  //当前树深标记，这是寻找最短路的关键点

    vist[i][j]=true;

    while(head<tail)
    {
        SE x=queue[head++];

        if(x.r==e.r && x.c==e.c)
        {
            cout<<x.depth<<endl;
            return;
        }

        if(maze[x.r][x.c-1] && !vist[x.r][x.c-1])
        {
            vist[x.r][x.c-1]=true;
            queue[tail].r=x.r;
            queue[tail].c=x.c-1;
            queue[tail++].depth=x.depth+1;
        }
        if(maze[x.r-1][x.c] && !vist[x.r-1][x.c])
        {
            vist[x.r-1][x.c]=true;
            queue[tail].r=x.r-1;
            queue[tail].c=x.c;
            queue[tail++].depth=x.depth+1;
        }
        if(maze[x.r][x.c+1] && !vist[x.r][x.c+1])
        {
            vist[x.r][x.c+1]=true;
            queue[tail].r=x.r;
            queue[tail].c=x.c+1;
            queue[tail++].depth=x.depth+1;
        }
        if(maze[x.r+1][x.c] && !vist[x.r+1][x.c])
        {
            vist[x.r+1][x.c]=true;
            queue[tail].r=x.r+1;
            queue[tail].c=x.c;
            queue[tail++].depth=x.depth+1;
        }
    }
    return;
}

int main(int i,int j)
{
    int test;
    cin>>test;
    while(test--)
    {
        int direction;  //起点S的初始方向
        int w,h;  //size of maze
        cin>>w>>h;

        /*Initial*/

        Lstep=1;
        Rstep=1;
        memset(maze,false,sizeof(maze));

        /*Structure the Maze*/

        for(i=1;i<=h;i++)
            for(j=1;j<=w;j++)
            {
                char temp;
                cin>>temp;
                if(temp=='.')
                    maze[i][j]=true;
                if(temp=='S')
                {
                    maze[i][j]=true;
                    s.r=i;
                    s.c=j;

                    if(i==h)
                        direction=0;
                    else if(j==w)
                        direction=1;
                    else if(i==1)
                        direction=2;
                    else if(j==1)
                        direction=3;
                }
                if(temp=='E')
                {
                    maze[i][j]=true;
                    e.r=i;
                    e.c=j;
                }
            }

        /*Left First Search*/

        switch(direction)
        {
            case 0: {DFS_LF(s.r-1,s.c,0); break;}
            case 1: {DFS_LF(s.r,s.c-1,1); break;}
            case 2: {DFS_LF(s.r+1,s.c,2); break;}
            case 3: {DFS_LF(s.r,s.c+1,3); break;}
        }
        cout<<Lstep<<' ';

        /*Right First Search*/

        switch(direction)
        {
            case 0: {DFS_RF(s.r-1,s.c,0); break;}
            case 1: {DFS_RF(s.r,s.c-1,1); break;}
            case 2: {DFS_RF(s.r+1,s.c,2); break;}
            case 3: {DFS_RF(s.r,s.c+1,3); break;}
        }
        cout<<Rstep<<' ';

        /*Most Short Step Search*/

        BFS_MSS(s.r,s.c);

    }
    return 0;
}

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