POJ 1324 BFS+状态压缩 蛇走迷宫

本文介绍了一种利用广度优先搜索(BFS)解决蛇形迷宫问题的方法,详细解释了如何通过二进制编码来表示蛇的身体状态,以此实现对蛇形路径的有效跟踪与遍历。

参考http://www.cnblogs.com/–ZHIYUAN/p/6675481.html
这个地方的状态是怎么表示的要学学。。

//思路就是简单的bfs,但是蛇的状态不好表示,vis[21][21][1<<14]中
//前两维表示蛇头的位置,后一维中的二进制中每两位表示蛇身体相对于
//前一节身体的方向,正好0,1,2,3四个数表示四个方向。这样就可以把蛇的
//状态标识出来了。
//代码略挫,清楚思路就好。
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<queue>
using namespace std;
int n,m,l,k,mp[25][25];
int dir[3][3]={-1,1,-1,3,-1,2,-1,0,-1};
int D[4][2]={1,0,-1,0,0,1,0,-1};
bool vis[21][21][1<<14];
struct Body{
    int x[10],y[10];
    int cnt;
}body,bb;
bool chak(int a,int b,Body c){
    for(int i=2;i<=l;i++){
        if(a==c.x[i]&&b==c.y[i])
            return true;
    }
    return false;
}
int bfs(){
    queue<Body>q;
    body.cnt=0;
    q.push(body);
    while(!q.empty()){
        body=q.front();q.pop();
        if(body.x[1]==1&&body.y[1]==1) return body.cnt;
        for(int i=0;i<4;i++){
            int x=body.x[1]+D[i][0],y=body.y[1]+D[i][1];
            if(x<1||x>n||y<1||y>m||mp[x][y]) continue;
            if(chak(x,y,body)) continue;
            body.x[0]=x;body.y[0]=y;
            int sta=0,tmp1,tmp2;
            for(int j=l;j>=1;j--){
                bb.x[j]=body.x[j-1];bb.y[j]=body.y[j-1];
                if(j!=l){
                    tmp1=bb.x[j]-bb.x[j+1]+1;
                    tmp2=bb.y[j]-bb.y[j+1]+1;
                    int tmp=dir[tmp1][tmp2];tmp=(tmp<<1);
                    if(dir[tmp1][tmp2]!=-1) sta=(sta|tmp);
                }
            }
            if(vis[x][y][sta]) continue;
            vis[x][y][sta]=1;
            bb.cnt=body.cnt+1;
            q.push(bb);
        }
    }
    return -1;
}
int main()
{
    int cas=0,x,y;
    while(scanf("%d%d%d",&n,&m,&l)&&n&&m&&l){
        memset(mp,0,sizeof(mp));
        memset(vis,0,sizeof(vis));
        int sta=0;
        scanf("%d%d",&body.x[1],&body.y[1]);
        for(int i=2;i<=l;i++){
            scanf("%d%d",&body.x[i],&body.y[i]);
            x=body.x[i-1]-body.x[i]+1;
            y=body.y[i-1]-body.y[i]+1;
            int tmp=dir[x][y];tmp=(tmp<<1);
            if(dir[x][y]!=-1) sta=(sta|tmp);
        }
        vis[body.x[1]][body.y[1]][sta]=1;
        scanf("%d",&k);
        for(int i=0;i<k;i++){
            scanf("%d%d",&x,&y);
            mp[x][y]=1;
        }
        printf("Case %d: %d\n",++cas,bfs());
    }
    return 0;
}
BFS(广度优先搜索)算法的建模过程因具体问题而异,以下结合给定引用内容进行分析。 在迷宫问题中,BFS算法建模可从简单与高效的角度出发,将迷宫问题抽象为图结构,每个位置作为图的节点,相邻位置间存在边。利用队列这一数据结构来实现BFS算法,从起始点开始,将其入队,然后不断从队列中取出节点进行扩展,将其相邻且未访问过的节点入队,直至找到目标点,此过程体现了“简单与高效”的统一,让我们掌握BFS的精髓,也为解决复杂问题提供思路,如从古老迷宫谜题到现代网络路由问题都可采用类似建模方式 [^1]。 对于poj2049 Finding Nemo问题,建模过程相对复杂。首先要对问题进行分析,该问题题意简单易想到广搜,但步数最小并不保证最优解,所以要对队列进行特殊处理,使其关于开门数目形成优先队列。接着需要自己建立模型,将实际问题转化为图的形式,明确节点和边的定义,然后有条不紊地磨合各个模块,包括建图、BFS搜索、优先队列的使用以及特判等,最后进行调试实现,此过程类似大作业或项目,适合锻炼对复杂问题的建模能力 [^2]。 在01矩阵搜索问题中,把矩阵中的0看作海水,1看作陆地,利用BFS逐层扩散的原理进行建模。先将所有0入队,维护一个扩散层数cnt,每次扩散到一个陆地,该陆地到最近海水的距离就是cnt,将该陆地标记为海水并将其入队进行下一层扩散,每次扩散完一层cnt加1。由于矩阵中只有0和1且无阻碍物,能保证所有节点都被遍历到 [^3]。 ```python from collections import deque # 以01矩阵搜索问题为例的BFS实现 def bfs(matrix): rows, cols = len(matrix), len(matrix[0]) queue = deque() # 初始化队列,将所有0入队 for i in range(rows): for j in range(cols): if matrix[i][j] == 0: queue.append((i, j)) cnt = 0 directions = [(0, 1), (0, -1), (1, 0), (-1, 0)] while queue: size = len(queue) for _ in range(size): x, y = queue.popleft() for dx, dy in directions: new_x, new_y = x + dx, y + dy if 0 <= new_x < rows and 0 <= new_y < cols and matrix[new_x][new_y] == 1: matrix[new_x][new_y] = 0 queue.append((new_x, new_y)) cnt += 1 return matrix # 示例矩阵 matrix = [ [0, 1, 1], [1, 1, 0], [0, 0, 1] ] result = bfs(matrix) for row in result: print(row) ```
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