【JZOJ2121】【GDKOI2003】分球

problem

Description
　　在一个装满财宝的屋子里，有2N个盒子排成一排。除了两个相邻的空盒外，其余的每个盒子里都装有一个金球或者一个银球，总共有N-1个金球和N-1个银球。以下是一个N=5时的例子，G表示金球，S表示银球：

　　
　　任意两个相邻的非空的盒子里的球可以移动到两个相邻的空盒中，移动不能改变这两个球的排列顺序。写一个程序，用最少的移动次数把所有的金球都移到所有银球的左边。

Input
　　输入文件包含多组数据。第一行为K，表示数据的总数。
　　每组数据的第一行是N(3<=N<=7)，第二行是2N个盒子的初始状态。金球用a表示，银球用b表示，空盒用空格表示。每两组相邻数据用空行隔开。

Output
　　对于每一组数据，若无解则输出一行-1，若有解，输出最少移动次数，相邻的两组数据用一个空行隔开。

Sample Input
3
3
abab

5
abba abab

6
a babbababa

Sample Output
-1

3

4

Data Constraint
k<5

---

analysis

• 正解bfs

• 对于每个状态，压成三进制状态，用数组判断

• 宽搜搜索哪两位放入当前的空位即可

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code

#pragma GCC optimize("O3")
#pragma G++ optimize("O3")
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<algorithm>
#include<queue>
#define MAXN 20
#define MAX 10000000
#define fo(i,a,b) for (int i=a;i<=b;i++)
#define fd(i,a,b) for (int i=a;i>=b;i--)

using namespace std;

char s[MAXN];
bool bz[MAX];
int a[MAXN];
int n,k;

struct statu
{
    int x[MAXN];
    int sum;
}b;

queue<statu>que;

__attribute__((optimize("-O3")))
int read()
{
    int x=0,f=1;
    char ch=getchar();
    while (ch<'0' || '9'<ch)
    {
        if (ch=='-')f=-1;
        ch=getchar();   
    }
    while ('0'<=ch && ch<='9')
    {
        x=x*10+ch-'0';
        ch=getchar();
    }
    return x*f;
}

__attribute__((optimize("-O3")))
int turn(statu a)
{
    int x=1,ans=0;
    fd(i,n*2,1)
    {
        ans+=x*a.x[i];
        x*=3;
    }
    return ans;
}

__attribute__((optimize("-O3")))
bool judge(statu a)
{
    bool silver=0;
    fo(i,1,n*2)
    {
        if (silver==0 && a.x[i]==2)silver=1;
        else if (silver && a.x[i]==1)return 0;
    }
    return 1;
}

__attribute__((optimize("-O3")))
int main()
{
    //freopen("readin.txt","r",stdin);
    k=read();
    while (k--)
    {
        memset(a,0,sizeof(a));
        bool bo=1;
        n=read();
        fo(i,1,n*2)
        {
            char ch;
            scanf("%c",&ch);
            if (ch=='a')a[i]=1;
            else if (ch=='b')a[i]=2;
            else if (ch==' ')a[i]=0;
            b.x[i]=a[i];
        }
        b.sum=0;
        memset(bz,1,sizeof(bz));
        while (!que.empty())que.pop();
        que.push(b);
        bz[turn(b)]=0;
        while (!que.empty())
        {
            statu now=que.front();
            int empty;
            que.pop();
            if (judge(now))
            {
                bo=0;
                printf("%d\n",now.sum);
                break;
            }
            fo(i,1,n*2-1)
            if (now.x[i]==0 && now.x[i+1]==0)
            {
                empty=i;
                break;
            }
            fo(i,1,n*2-1)
            if (now.x[i]!=0 && now.x[i+1]!=0)
            {
                statu temp=now;
                swap(temp.x[i],temp.x[empty]);
                swap(temp.x[i+1],temp.x[empty+1]);
                int number=turn(temp);
                if (bz[number])
                {
                    temp.sum++;
                    que.push(temp);
                    bz[number]=0;
                }
            }
        }
        if (bo)printf("-1\n");
    }
    return 0;
}