【CS 1004】四子连棋(bfs+hash,良心带样例解释)

最新推荐文章于 2020-04-01 16:19:03 发布

原创最新推荐文章于 2020-04-01 16:19:03 发布 · 711 阅读

1 ·

CC 4.0 BY-SA版权

===搜索=== 同时被 2 个专栏收录

7 篇文章

订阅专栏

BFS

1 篇文章

订阅专栏

本文介绍了一道关于在4*4棋盘上通过移动黑白棋子达到四子连成一线的目标棋局问题。利用广度优先搜索(BFS)算法解决此问题，并详细解析了实现思路与代码。

这篇附带题目的样例说明哦233333
良心【雾】

大杀四方

时间限制: 1 s
空间限制: 128000 KB
题目等级 : 黄金 Gold

题目描述 Description

在一个4*4的棋盘上摆放了14颗棋子，其中有7颗白色棋子，7颗黑色棋子，有两个空白地带，任何一颗黑白棋子都可以向上下左右四个方向移动到相邻的空格，这叫行棋一步，黑白双方交替走棋，任意一方可以先走，如果某个时刻使得任意一种颜色的棋子形成四个一线（包括斜线），这样的状态为目标棋局。

● ○ ●
○ ● ○ ●
● ○ ● ○
○ ● ○

|●|○|●| |
|○|●|○|●|
|●|○|●|○|
|○|●|○| |【博主美化失败图。。。(:з」∠)_】

输入描述 Input Description

从文件中读入一个4*4的初始棋局，黑棋子用B表示，白棋子用W表示，空格地带用O表示。

输出描述 Output Description

用最少的步数移动到目标棋局的步数。

样例输入 Sample Input

BWBO
WBWB
BWBW
WBWO

样例输出 Sample Output

数据范围及提示 Data Size & Hint

233先解释样例下：

将2,4处黑子上移到1,4处，将2,3处白子右移到2,4，再将2,2处黑子移到2,3处。3子完成；
将4,3处白子右移到4,4处，再将4,2处黑子右移到4,3处，完成四子连棋

思路：

对于这个bfs广搜的问题我们要考虑到这几点：
首先要将符合题意的条件都表示出来，就是指“四子连棋”的情况，即done函数和check函数，分析每行每列包括两条对角线上能不能四子连棋；
其次用哈希值来处理图上各点，将O、B、W分别用0、1、2来代替，在hash函数中相当于完成三进制转换；
继而本题规定双方可任意先走棋子，因此要考虑到如何才能将两方轮流设置走(样例中我貌似是黑白先走都走出来答案为5步)，因此才在bfs一开头设置了“q.push(s);s.next=2;q.push(s); ”
然后弄上一个好的bfs套上再细调一下细节就能处理过去

代码如下：

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#include<cmath>
#include<queue>
using namespace std;
const int mod=1e5+3;
const int dx[]={0,1,0,-1};
const int dy[]={1,0,-1,0};
struct emm{
    int ma[5][5];
    int step,next;
}s,f;
int ans;
queue<emm>q;
bool ha[mod<<1];

inline bool check(int x1,int x2,int x3,int x4)
{
    if(x1==x2&&x2==x3&&x3==x4&&x4==x1) 
        return 1;
    return 0;
}
inline bool done()
{
    for(int i=1;i<=4;i++)
    {
        if(check(f.ma[i][1],f.ma[i][2],f.ma[i][3],f.ma[i][4])) return 1;
        if(check(f.ma[1][i],f.ma[2][i],f.ma[3][i],f.ma[4][i])) return 1;
    }
    if(check(f.ma[1][1],f.ma[2][2],f.ma[3][3],f.ma[4][4])) return 1;
    if(check(f.ma[1][4],f.ma[2][3],f.ma[3][2],f.ma[4][1])) return 1;
    return 0;
}
inline int hash(emm z)
{
    int ret=0,key=1;
    for(int i=1;i<=4;i++)
        for(int j=1;j<=4;j++)
        {
            ret+=z.ma[i][j]*key;
            key*=3;
        }
    ret%=mod;
    return ret;
}
inline bool can(int x,int y)
{
    int nxt=f.next;
    if(x<=0||x>4||y<=0||y>4) return 0;
    if(f.ma[x][y]==nxt) return 1;
    return 0;
}
void move(int x,int y)
{
    for(int i=0;i<4;i++)
    {
        int zx=x+dx[i],zy=y+dy[i];
        if(can(zx,zy))
        {
            emm t=f;
            swap(t.ma[x][y],t.ma[zx][zy]);
            if(!ha[hash(t)])
            {
                t.step=f.step+1;
                if(f.next==1) t.next=2;
                if(f.next==2) t.next=1;
                q.push(t);
            }
        }
    }
}
void bfs()
{
    q.push(s);
    s.next=2;
    q.push(s);
    while(!q.empty())
    {
        f=q.front();
        if(done())
        {
            ans=f.step;
            return;
        }
        ha[hash(f)]=1;
        q.pop();
        for(int i=1;i<=4;i++)
            for(int j=1;j<=4;j++)
            if(!f.ma[i][j])
                move(i,j);
    }
}
char ch;
int main()
{
    memset(ha,0,sizeof(ha));
    for(int i=1;i<=4;i++)
        for(int j=1;j<=4;j++)
        {
            cin>>ch;
            if(ch=='B') s.ma[i][j]=1;
            else if(ch=='W') s.ma[i][j]=2;
            else if(ch=='O') s.ma[i][j]=0;
        }
    s.step=0;
    s.next=1;
    bfs();
    if(!ans) ans=1;
    printf("%d",ans);
    return 0;
}