UVa 321 - The New Villa

本文介绍了一种使用状态压缩和广度优先搜索(BFS)解决特定迷宫问题的方法。该问题要求通过切换灯的开关状态和移动到相邻亮灯房间的方式,最终达到指定目标房间且除目标外其他房间的灯全部关闭。文章提供了详细的C语言实现代码。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

題目:有1~r個房間,房間之間有聯通順序,每個房間有一些控其他房間的燈的開關,

            初始1號房間燈亮著,其他燈熄滅,每次可以選著撥動當前房間的開關,

            或者移動到相鄰的亮著燈的房間,問最少執行多少操作,能走到最後一個房間,

            並且除了最後的房間外,其他房間都是暗的。

分析:搜索,狀態壓縮。利用4096*room_id + Σ(1<<switch_i)作为状态,bfs即可。

             狀態由兩部分組成,4090*房間ID+對應每個燈的開關狀態。

說明:╮(╯▽╰)╭。

#include <cstring>
#include <cstdio>

int link[11][11], switchs[11][11];

int front[50000];
int output(int start, int over, int deep)
{
	if (start != over) {
		output(start, front[over], deep+1);
		int room1 = front[over]/4096;
		int room2 = over/4096;
		if (room1 == room2) {
			int state = 0;
			while ((1<<state) < (front[over]^over)) {
				state ++;
			}
			if ((1<<state)&front[over]) {
				printf("- Switch off light in room %d.\n",state);
			}else {
				printf("- Switch on light in room %d.\n",state);
			}
		}else {
			printf("- Move to room %d.\n",room2);
		}
	}else {
		printf("The problem can be solved in %d steps:\n",deep);
	}
}

int visit[50000], queue[50000];			
int bfs(int n, int start, int over)
{
	if (start == over) {
		printf("The problem can be solved in 0 steps:\n");
		return 1;
	}
	
	int head = 0, tail = 0;
	queue[tail ++] = start;
	visit[start] = 1;
	while (head < tail) {
		int New, now = queue[head ++];
		int room = now/4096;
		//printf("now : [%d]\n",now);
		for (int i = 1; i <= n; ++ i) {
			if (link[room][i]) {
				New = now%4096+i*4096;
				if (((1<<i)&New) && !visit[New]) {
					//printf("new : [(%d)%d]\n",(1<<i)&New,New);
					visit[New] = 1;
					front[New] = now;
					queue[tail ++] = New;
					if (New == over) {
						output(start, over, 0);
						return 1;
					}
				}
			}
			if (switchs[room][i]) {
				New = now^(1<<i);
				if (((1<<room)&New) && !visit[New]) {
					//printf("new : [%d]\n",New);
					visit[New] = 1;
					front[New] = now;
					queue[tail ++] = New;
					if (New == over) {
						output(start, over, 0);
						return 1;
					}
				}
			}
		}
	}
	return 0;
}

int main()
{
	int r, d, s, room1, room2, light, cases = 1;
	while (~scanf("%d%d%d",&r,&d,&s) && r+d+s) {
		memset(link, 0, sizeof(link));
		memset(switchs, 0, sizeof(switchs));
		memset(visit, 0, sizeof(visit));
		
		for (int i = 1; i <= d; ++ i) {
			scanf("%d%d",&room1,&room2);
			link[room1][room2] = 1;
			link[room2][room1] = 1;
		}
		for (int i = 1; i <= s; ++ i) {
			scanf("%d%d",&room1,&light);
			switchs[room1][light] = 1;
		}
		
		printf("Villa #%d\n",cases ++);
		if (!bfs(r, 4098, r*4096+(1<<r))) {
			puts("The problem cannot be solved.");	
		}
		puts("");
	} 
    return 0;
}
測試數據:

5 4 5 
1 2 
1 3 
1 4 
1 5 
1 2 
2 3 
3 4 
4 5 
5 1 

3 3 4
1 2
1 3
3 2
1 2
1 3
2 1
3 2

2 1 2
2 1
1 1
1 2

4 4 7
1 4
1 2
2 3
3 4
1 2
1 3
2 4
2 1
3 2
2 3
4 3

4 4 6
1 4
1 2
2 3
3 4
1 2
2 3
3 4
4 2
3 1
4 3

1 0 1 
1 1 

1 0 0 

2 0 0 

5 4 5 
1 2 
1 3 
1 4 
1 5 
1 2 
2 3 
3 4 
4 5 
5 1 

5 4 5 
1 2 
1 3 
2 4 
1 5 
1 2 
2 3 
3 4 
4 5 
5 1 

10 9 13 
1 2 
2 3 
3 4 
1 5 
4 6 
1 7 
4 8 
1 9 
4 10 
1 2 
2 3 
3 4 
4 5 
5 6 
6 7 
7 8 
8 9 
9 10 
2 1 
3 2 
4 3 
10 4 

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