floodfill算法--Space Station Shielding（空间站屏蔽）

floodfill算法–Space Station Shielding（空间站屏蔽）

题目描述

描述

罗杰·威尔科负责火星低轨道空间站的设计。为了简化结构，空间站由一系列气密隔间模块（ACM）组成，这些模块在太空中一次性连接在一起。罗杰担心的一个问题是可能存在于火星高层大气中的（潜在的）致命细菌。由于空间站偶尔会在高层大气中飞行，因此必须在ACM触摸的所有面上使用额外的屏蔽，无论是边对边还是面对面，接头都是密封的，这样细菌就不会偷偷通过。当然，另一个ACM共享的ACM的任何面都不需要屏蔽，从外面无法接触到的面也不需要屏蔽。罗杰可以在每个ACM的所有表面上加上额外的屏蔽，但成本太高了。因此，他想知道需要额外屏蔽的ACM面的确切数量。

输入

输入包含多个问题实例。每个实例都包含一个空间站的规范。我们假设每个空间站都可以适应一个n x m x k的网格（1<=n，m，k<=60），其中每个网格立方体可能包含也可能不包含ACM。我们对网格立方体进行编号0，1，2。。。，kmn-1，如下图所示。每个空间站规范由以下内容组成：第一行包含四个正整数n m k l，其中n、m和k如上所述，l是空间站中ACM的数量。随后是一组指定ACM的l网格位置的线接下来的一组数表示ACM的网格位置。这些行中的每一行都包含10个整数（可能最后一行除外）。每个空间站都是完全连接的（即宇航员可以在不离开空间站的情况下从空间站的一个ACM移动到空间站的任何其他ACM）。n=m=k=l=0的值终止输入。
Output

For each problem instance, you should output one line of the form

The number of faces needing shielding is s.
Sample Input

2 2 1 3
0 1 3
3 3 3 26
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26
0 0 0 0
Sample Output

The number of faces needing shielding is 14.
The number of faces needing shielding is 54.
*学习floodfill算法时，接触到了这个题，可惜我看了半天没明白是什么意思。可能是英文的缘故吧，网络翻译的也不好。

思路

1.对空间站的网格用数组进行存储，0表示无ACM，1表示有ACM(ACM本文中是指气密隔间模块）。
2.使用广度优先搜索进行暴力遍历。如果该ACM面左边为空，那么就得进行覆盖。（共有上下左右前后四个方向）
3.为了便于处理，我们存储ACM要的位置要在加1（这并没有多大影响，前提数组够大），以ACM位置在（0，0，0）为例，它的前面为空，需要覆盖。只需将它在数组中的位置放在[1][1][1]位置即可，从[0][0][0]开始遍历
4.x坐标，也就是横坐标，a%(mn)%n+1,a对mn取余的最底下的一面，在%n变得第几个位置。
y坐标，a%(m$\ast$n)/n+1，取底下一面，/n就是第几列，看图;
z坐标，a/(m$\ast$n)+1，找到他是竖的那一面;

代码

using namespace std;
int n, m,k, l,ans;
int arr[70][70][70];
int flag[70][70][70];
struct node {
	int x, y, z;
};
void bfs()
{
	ans = 0;
	queue<node>q;
	node now, next;
	now.x = 0;
	now.y = 0;
	now.z = 0;
	q.push(now);
	while (!q.empty())
	{
		next = q.front();
		q.pop();
		if (flag[next.x][next.y][next.z])
			continue;
		flag[next.x][next.y][next.z] = 1;
		if (next.x-1 >= 0)
		{
			if (arr[next.x - 1][next.y][next.z] == 0)
			{
				if (!flag[next.x - 1][next.y][next.z])
				{
					now.x = next.x - 1;
					now.y = next.y;
					now.z = next.z;
					q.push(now);
				}
			}
			else ans++;
		}
		if (next.x <= n)
		{
			if (arr[next.x + 1][next.y][next.z] == 0)
			{
				if (!arr[next.x + 1][next.y][next.z])
				{
					now.x = next.x + 1;
					now.y = next.y;
					now.z = next.z;
					q.push(now);
				}
			}
			else ans++;
		}
		if (next.y - 1 >= 0)
		{
			if (arr[next.x][next.y - 1][next.z] == 0)
			{
				if (!flag[next.x][next.y - 1][next.z])
				{
					now.x = next.x;
					now.y = next.y - 1;
					now.z = next.z;
				}
			}
			else
				ans++;
		}
		if (next.y <= m)
		{
			if (arr[next.x][next.y + 1][next.z] == 0)
			{
				if (!flag[next.x][next.y + 1][next.z])
				{
					now.x = next.x;
					now.y = next.y + 1;
					now.z = next.z;
					q.push(now);
				}
			}
			else ans++;
		}
		 
		if (next.z - 1 >= 0)
		{
			if (arr[next.x][next.y][next.z - 1] == 0)
			{
				if (!flag[next.x][next.y][next.z - 1])
				{
					now.x = next.x;
					now.y = next.y;
					now.z = next.z - 1;
					q.push(now);
				}
			}
			else ans++;
		}
		if (next.z <= k)
		{
			if (arr[next.x][next.y][next.z + 1] == 0)
			{
				if (!flag[next.x][next.y][next.z + 1])
				{
					now.x = next.x;
					now.y = next.y;
					now.z = next.z + 1;
					q.push(now);
				}
			}
			else ans++;
		}
		
	}

}
int main()
{
	while (cin >> n >> m >>k >> l)
	{
		if (n == 0 && m == 0 && k == 0 && l == 0)
			break;
		memset(arr, 0, sizeof(arr));
		memset(flag, 0, sizeof(flag));
		for (int i = 0; i < l; i++)
		{
			int a;
			cin >> a;
			arr[a % (m * n) % n + 1][a % (m * n) / n + 1][a / (m * n) + 1] = 1;
		}
		bfs();
		cout << ans << endl;
	}
	
	return 0;
}