CSP-J 2024 T2地图探险 题解

省流：一坨模拟

题面

题目描述

小 A 打算前往一片丛林去探险。丛林的地理环境十分复杂，为了防止迷路，他先派遣了一个机器人前去探路。

丛林的地图可以用一个 $n$ 行 $m$ 列的字符表来表示。我们将第 $i$ 行第 $j$ 列的位置的坐标记作 $(i,j)(1\le i\le n$，$1\le j\le m)$。如果这个位置的字符为 $\mathtt{x}$，即代表这个位置上有障碍，不可通过。反之，若这个位置的字符为 $.$，即代表这个位置是一片空地，可以通过。

这个机器人的状态由位置和朝向两部分组成。其中位置由坐标 $(x,y)(1\le x\le n$，$1\le y\le m)$ 刻画，它表示机器人处在地图上第 $x$ 行第 $y$ 列的位置。而朝向用一个 $0\sim 3$ 的整数 $d$ 表示，其中 $d=0$ 代表向东，$d=1$ 代表向南，$d=2$ 代表向西，$d=3$ 代表向北。

初始时，机器人的位置为 $(x_0,y_0)$，朝向为 $d_0$。保证初始时机器人所在的位置为空地。接下来机器人将要进行 $k$ 次操作。每一步，机器人将按照如下的模式操作：

1. 假设机器人当前处在的位置为 $(x,y)$，朝向为 $d$。则它的方向上的下一步的位置 $(x^{\prime },y^{\prime })$ 定义如下：若 $d=0$，则令 $(x^{\prime },y^{\prime })=(x,y+1)$，若 $d=1$，则令 $(x^{\prime },y^{\prime })=(x+1,y)$，若 $d=2$，则令 $(x^{\prime },y^{\prime })=(x,y-1)$，若 $d=3$，则令 $(x^{\prime },y^{\prime })=(x-1,y)$。

2. 接下来，机器人判断它下一步的位置是否在地图内，且是否为空地。具体地说，它判断 $(x^{\prime },y^{\prime })$ 是否满足 $1\le x^{\prime }\le n,1\le y^{\prime }\le m$，且 $(x^{\prime },y^{\prime })$ 位置上是空地。如果条件成立，则机器人会向前走一步。它新的位置变为 $(x^{\prime },y^{\prime })$，且朝向不变。如果条件不成立，则它会执行“向右转”操作。也就是说，令 $d^{\prime }=(d+1)\mathrm{mod}4$（即 $d+1$ 除以 $4$ 的余数），且它所处的位置保持不变，但朝向由 $d$ 变为 $d^{\prime }$。

小 A 想要知道，在机器人执行完 $k$ 步操作之后，地图上所有被机器人经过的位置（包括起始位置）有几个。

输入格式

本题有多组测试数据。

输入的第一行包含一个正整数 $T$，表示数据组数。

接下来包含 $T$ 组数据，每组数据的格式如下：

第一行包含三个正整数 $n,m,k$。其中 $n,m$ 表示地图的行数和列数，$k$ 表示机器人执行操作的次数。

第二行包含两个正整数 $x_0,y_0$ 和一个非负整数 $d_0$。

接下来 $n$ 行，每行包含一个长度为 $m$ 的字符串。保证字符串中只包含 $\mathtt{x}$ 和 $.$ 两个字符。其中，第 $x$ 行的字符串的第 $y$ 个字符代表的位置为 $(x,y)$。这个位置是 $\mathtt{x}$ 即代表它是障碍，否则代表它是空地。数据保证机器人初始时所在的位置为空地。

输出格式

对于每组数据：输出一行包含一个正整数，表示地图上所有被机器人经过的位置（包括起始位置）的个数。

输入输出样例 #1

输入 #1

2
1 5 4
1 1 2
....x
5 5 20
1 1 0
.....
.xxx.
.x.x.
..xx.
x....

输出 #1

3
13

说明/提示

【样例 1 解释】

该样例包含两组数据。对第一组数据，机器人的状态以如下方式变化：

1. 初始时，机器人位于位置 $(1,1)$，方向朝西（用数字 $2$ 代表）。
2. 第一步，机器人发现它下一步的位置 $(1,0)$ 不在地图内，因此，它会执行“向右转”操作。此时，它的位置仍然为 $(1,1)$，但方向朝北（用数字 $3$ 代表）。
3. 第二步，机器人发现它下一步的位置 $(0,1)$ 不在地图内，因此，它仍然会执行“向右转”操作。此时，它的位置仍然为 $(1,1)$，但方向朝东（用数字 $0$ 代表）。
4. 第三步，机器人发现它下一步的位置 $(1,2)$ 在地图内，且为空地。因此，它会向东走一步。此时，它的位置变为 $(1,2)$，方向仍然朝东。
5. 第四步，机器人发现它下一步的位置 $(1,3)$ 在地图内，且为空地。因此，它会向东走一步。此时，它的位置变为 $(1,3)$，方向仍然朝东。

因此，四步之后，机器人经过的位置有三个，分别为 $(1,1),(1,2),(1,3)$。

对第二组数据，机器人依次执行的操作指令为：向东走到 $(1,2)$，向东走到 $(1,3)$，向东走到 $(1,4)$，向东走到 $(1,5)$，向右转，向南走到 $(2,5)$，向南走到 $(3,5)$，向南走到 $(4,5)$，向南走到 $(5,5)$，向右转，向西走到 $(5,4)$，向西走到 $(5,3)$，向西走到 $(5,2)$，向右转，向北走到 $(4,2)$，向右转，向右转，向南走到 $(5,2)$，向右转，向右转。

【样例 2】

见选手目录下的 explore/explore2.in 与 explore/explore2.ans。

该样例满足第 $3\sim 4$ 个测试点的限制条件。

【样例 3】

见选手目录下的 explore/explore3.in 与 explore/explore3.ans。

该样例满足第 $5$ 个测试点的限制条件。

【样例 4】

见选手目录下的 explore/explore4.in 与 explore/explore4.ans。

该样例满足第 $6$ 个测试点的限制条件。

【样例 5】

见选手目录下的 explore/explore5.in 与 explore/explore5.ans。

该样例满足第 $8\sim 10$ 个测试点的限制条件。

【数据范围】

对于所有测试数据，保证：$1\le T\le 5$，$1\le n,m\le 10^3$，$1\le k\le 10^6$，$1\le x_0\le n$，$1\le y_0\le m$，$0\le d_0\le 3$，且机器人的起始位置为空地。

::cute-table{tuack}

测试点编号	$n$	$m$	$k$	特殊性质
$1$	$=1$	$\le 2$	$=1$	无
$2$	^	^	^	^
$3$	$\le 10^2$	$\le 10^2$	^	^
$4$	^	^	^	^
$5$	$=1$	$\le 10^3$	$\le 2\times 10^3$	地图上所有位置均为空地
$6$	^	^	^	无
$7$	$\le 10^3$	^	$\le 10^6$	地图上所有位置均为空地
$8$	^	^	^	无
$9$	^	^	^	^
$10$	^	^	^	^

题意

模拟机器人的$k$次操作
规则：

• 按照方向$d$, 如果按照这个方向移动一步（具体方式如题）在界内，就移动至这个位置，否则就不移动，令$d=(d+1)$ % $4$.

做法

模拟

Code代码

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
const int MAXN = 1e3 + 5;
int n, m, k, X, Y, D;
bool map[MAXN][MAXN]; // 标记地图上的空地，true表示空地
bool vis[MAXN][MAXN]; // 标记机器人经过的位置

// 方向数组：0-东，1-南，2-西，3-北，分别对应x和y的变化量
int dx[] = {0, 1, 0, -1};
int dy[] = {1, 0, -1, 0};

// 检查位置(tx, ty)是否合法（在地图内且为空地）
bool check(int tx, int ty) {
    return tx >= 1 && tx <= n && ty >= 1 && ty <= m && map[tx][ty];
}

// 清空地图和访问标记数组
void clear() {
    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        for (int j = 1; j <= m; ++j) {
            map[i][j] = false;
            vis[i][j] = false;
        }
    }
}

int main() {
    int T;
    cin >> T;
    while (T--) {
        cin >> n >> m >> k >> X >> Y >> D;
        clear(); // 清空上一组数据的残留信息!!!!!
        for (int i = 1; i <= n; ++i) {
            string s;
            cin >> s;
            for (int j = 1; j <= m; ++j) {
                map[i][j] = (s[j - 1] == '.');
            }
        }
        int x = X, y = Y, d = D;
        vis[x][y] = true;
        for (int step = 0; step < k; ++step) {
            int tx = x + dx[d]; // 目标位置
            int ty = y + dy[d];
            if (check(tx, ty)) {
                // 合法则移动到新位置，并标记
                x = tx;
                y = ty;
                if (!vis[x][y]) {
                    vis[x][y] = true;
                }
            } else {
                // 不合法向右转
                d = (d + 1) % 4;
            }
        }
        int ans = 0;
        for (int i = 1; i <= n; ++i) {
            for (int j = 1; j <= m; ++j) {
                ans += vis[i][j];
            }
        }
        
        cout << ans << "\n";
    }
    return 0;
}

记录