HDU 1548 A strange lift(Dijkstra、BFS、DP)

探讨了一个特殊的电梯系统,通过使用Dijkstra算法、BFS算法及动态规划解决从起点到终点的最短路径问题。
There is a strange lift.The lift can stop can at every floor as you want, and there is a number Ki(0 <= Ki <= N) on every floor.The lift have just two buttons: up and down.When you at floor i,if you press the button "UP" , you will go up Ki floor,i.e,you will go to the i+Ki th floor,as the same, if you press the button "DOWN" , you will go down Ki floor,i.e,you will go to the i-Ki th floor. Of course, the lift can't go up high than N,and can't go down lower than 1. For example, there is a buliding with 5 floors, and k1 = 3, k2 = 3,k3 = 1,k4 = 2, k5 = 5.Begining from the 1 st floor,you can press the button "UP", and you'll go up to the 4 th floor,and if you press the button "DOWN", the lift can't do it, because it can't go down to the -2 th floor,as you know ,the -2 th floor isn't exist.
Here comes the problem: when you are on floor A,and you want to go to floor B,how many times at least he has to press the button "UP" or "DOWN"?
 
Input
The input consists of several test cases.,Each test case contains two lines.
The first line contains three integers N ,A,B( 1 <= N,A,B <= 200) which describe above,The second line consist N integers k1,k2,....kn.
A single 0 indicate the end of the input.
 
Output
For each case of the input output a interger, the least times you have to press the button when you on floor A,and you want to go to floor B.If you can't reach floor B,printf "-1".
 
Sample Input
  
5 1 5 3 3 1 2 5 0
 

Sample Output
  
3

http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1548

可以用到的算法:Dijkstra、BFS、DP

题意:

有一个特别的电梯,第i层有一个对应的数字ki, 对于第i层按上升键up可升上到i+k[i]层,按下降键down到达i-k[i]层,到达的楼层最高不能超过n层,最低不能小于1层。给你一个起点A和终点B,问最少要按几次上升键或者下降键到达目的地。

 

思路一:
最短路:把每一层都看成一个节点,问题就可以变成求起点到终点的最短路径问题。
用Dijkstra算法和BFS算法都可以解。

 
Dijkstra: 100+MS
 
复制代码
#include<iostream>
using namespace std;
#define INF 999999
int map[500][500];
int dist[500],used[500];
int n;
void Dijkstra(int v)
{ 
    int i,j,pos,min;
    memset(used,0,sizeof(used));   
    for(i=1;i<=n;i++)
        dist[i]=map[v][i];
    used[v]=1; 
    dist[v]=0;//floor A==floor B(起点就是终点)的情况
    for(j=1;j<n;j++) 
    { 
        pos=0; 
        min=100000000; 
        for(i=1;i<=n;i++) 
            if(dist[i]<min&&used[i]==0)
            { 
                pos=i;
                min=dist[i];
            }
            used[pos]=1; 
            for(i=1;i<=n;i++)
                if(dist[i]>dist[pos]+map[pos][i]) 
                    dist[i]=dist[pos]+map[pos][i]; 
    } 
} 
int main()
{
    int s,t,i,j;
    int a[500];
    while(cin>>n,n)
    {
        cin>>s>>t;
        memset(map,INF,sizeof(map));
        for(i=1;i<=n;i++)
        {
            cin>>a[i];
            if(i+a[i]<=n)
             map[i][i+a[i]]=1;//构图必须是单向边
            if(i-a[i]>=1)
             map[i][i-a[i]]=1;
        }
        Dijkstra(s);
        if(dist[t]>INF)//If you can't reach floor B,printf "-1"
            cout<<-1<<endl;
        else
        cout<<dist[t]<<endl;
    }
    return 0;
}
复制代码

 

 
BFS:15MS
 
复制代码
#include<cstdio>   
#include<queue>   
#include<cstring>   
using namespace std;  
#define maxn 250   
bool visit[maxn];  
int floor[maxn][2];//floor[i][0]表示第i层向上能到的楼层,floor[i][1]则表示向下能到的楼层    
int n,start,end;  
struct node  
{  
    int pos,t;  
}temp,p;  
queue<node> q;  
int BFS()  
{  
    memset(visit,false,sizeof(visit));  
    while(!q.empty())  
    {  
        temp=q.front();  
        q.pop();  
        visit[temp.pos]=true;  
        if(temp.pos==end)  
            return temp.t;  
        int up=floor[temp.pos][0],down=floor[temp.pos][1];  
        if(up!=-1&&!visit[up])  
        {  
            p.pos=up;  
            p.t=temp.t+1;  
            q.push(p);  
        }  
        if(down!=-1&&!visit[down])  
        {  
            p.pos=down;  
            p.t=temp.t+1;  
            q.push(p);  
        }  
    }  
    return -1;  
}  
int main()  
{  
    while(scanf("%d",&n),n)  
    {  
        scanf("%d %d",&start,&end);  
        memset(floor,-1,sizeof(floor));  
        while(!q.empty())  
            q.pop();  
        for(int i=1;i<=n;i++)  
        {  
            int t;  
            scanf("%d",&t);  
            temp.pos=i;  
            floor[i][0]=floor[i][1]=-1;  
            if(i+t<=n)  
                floor[i][0]=i+t;  
            if(i-t>=1)  
                floor[i][1]=i-t;  
            if(i==start)  
            {  
                temp.t=0;  
                q.push(temp);  
            }  
        }  
        temp=q.front();  
        printf("%d\n",BFS());  
    }  
    return 0;  
}  
复制代码

 

 

思路二:

DP: dp[i]表示从起点到第i层的按按钮的最少次数 31MS

 
 
DP:
 
#include<cstdio>
#include<cstring>
#define maxn 250
#define INF 0x3f3f3f3f
int dp[maxn],floor[maxn][2];//floor[i][0]表示第i层向上能到的楼层,floor[i][1]则表示向下能到的楼层
int main(){
    int n,a,b;
    while(scanf("%d",&n),n){
        scanf("%d %d",&a,&b);
        memset(floor,-1,sizeof(floor));
        for(int i=1;i<=n;i++){
            int t;
            scanf("%d",&t);
            if(i+t<=n)
                floor[i][0]=i+t;
            if(i-t>=1)
                floor[i][1]=i-t;
        }
        memset(dp,0x3f,sizeof(dp));
        dp[a]=0;
        while(true){
            int num=0;//记录更新数据的次数
            for(int i=1;i<=n;i++){
				if(dp[i]<INF){
                	for(int j=0;j<2;j++){
						if(floor[i][j]!=-1){
                    		if(dp[floor[i][j]]>dp[i]+1)
                        		dp[floor[i][j]]=dp[i]+1,num++;
                        }
                    }
                }
            }
            if(num==0)//无法继续更新
            	break;
        }
        if(dp[b]==INF)
            dp[b]=-1;
        printf("%d\n",dp[b]);
    }
    return 0;
}

下载方式:https://pan.quark.cn/s/a4b39357ea24 布线问题(分支限界算法)是计算机科学和电子工程领域中一个广为人知的议题,它主要探讨如何在印刷电路板上定位两个节点间最短的连接路径。 在这一议题中,电路板被构建为一个包含 n×m 个方格的矩阵,每个方格能够被界定为可通行或不可通行,其核心任务是定位从初始点到最终点的最短路径。 分支限界算法是处理布线问题的一种常用策略。 该算法与回溯法有相似之处,但存在差异,分支限界法仅需获取满足约束条件的一个最优路径,并按照广度优先或最小成本优先的原则来探索解空间树。 树 T 被构建为子集树或排列树,在探索过程中,每个节点仅被赋予一次成为扩展节点的机会,且会一次性生成其全部子节点。 针对布线问题的解决,队列式分支限界法可以被采用。 从起始位置 a 出发,将其设定为首个扩展节点,并将与该扩展节点相邻且可通行的方格加入至活跃节点队列中,将这些方格标记为 1,即从起始方格 a 到这些方格的距离为 1。 随后,从活跃节点队列中提取队首节点作为下一个扩展节点,并将与当前扩展节点相邻且未标记的方格标记为 2,随后将这些方格存入活跃节点队列。 这一过程将持续进行,直至算法探测到目标方格 b 或活跃节点队列为空。 在实现上述算法时,必须定义一个类 Position 来表征电路板上方格的位置,其成员 row 和 col 分别指示方格所在的行和列。 在方格位置上,布线能够沿右、下、左、上四个方向展开。 这四个方向的移动分别被记为 0123。 下述表格中,offset[i].row 和 offset[i].col(i=0,1,2,3)分别提供了沿这四个方向前进 1 步相对于当前方格的相对位移。 在 Java 编程语言中,可以使用二维数组...
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