hdu 4771 Stealing Harry Potter's Precious(搜索,状压,TSP)

本文介绍了一种迷宫寻宝问题的解决方案,通过三种不同的算法实现:全排列求最短路径、状态压缩和TSP问题求解。每种方法都详细解释了其原理并提供了完整的代码实现。
题意:题的意思是 ,给你一张图,其实#表示 你现在没有办法过去,.表示你可以走过去,之后又n个点,你要去这n个点拿东西,问你最短的路是多少。

思路:算出每一个点到下一个点的距离,之后一发全排列,取最小值

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<queue>
#include<algorithm>
#define INF 9999999
using namespace std;
int n,m,vis[105][105];
char ch[105][105],sx,sy;
struct node 
{
	int x,y;
}p[105];
int movee[4][2]={1,0,-1,0,0,1,0,-1};
int dist[105][105];
int can_go(int x,int y)
{
	if(x<0||y<0||x>=n||y>=m)
	{
		return 0;
	}
	if(ch[x][y]=='#')
	{
		return 0;
	}
	return 1;
}
int bfs(node s,node e)
{
	memset(vis,-1,sizeof(vis));
	node now,next;
	queue<node>que;
	vis[s.x][s.y]=0;
	que.push(s);
	while(!que.empty())
	{
		now=que.front();
		que.pop();
		if(now.x==e.x&&now.y==e.y)
		{
		//	printf("ret=%d\n",vis[now.x][now.y]);
			return vis[now.x][now.y];
		}
		for(int i=0;i<4;i++)
		{
			next.x=now.x+movee[i][0];
			next.y=now.y+movee[i][1];
			if(can_go(next.x,next.y)&&vis[next.x][next.y]==-1)
			{
				vis[next.x][next.y]=vis[now.x][now.y]+1;
			//	printf("vis[%d][%d]=%d\n",next.x,next.y,vis[next.x][next.y]);
				que.push(next);
			}
		}
	}
	return -1;
}
int main()
{
	while(scanf("%d%d",&n,&m),n||m)
	{
		int flag=0;
		for(int i=0;i<n;i++)
		{
			scanf("%s",ch[i]);
			for(int j=0;j<m;j++)
			{
				if(ch[i][j]=='@')
				{
					p[0].x=i;
					p[0].y=j;
				}
			}
		}
		int t;
		scanf("%d",&t);
		for(int i=1;i<=t;i++)
		{
			int a,b;
			scanf("%d%d",&a,&b);
			a--,b--;
			p[i].x=a;
			p[i].y=b;
		}
		for(int i=0;i<=t;i++)
		{
			for(int j=0;j<=t;j++)
			{
				int dis=bfs(p[i],p[j]);
				if(dis==-1)
				{
					flag=1;
					break;
				}
				dist[j][i]=dist[i][j]=dis;//第i个宝藏 到第j个宝藏 的距离(0,j表示的是 从起点到宝藏的距离) 
			}
		}
		if(flag)
		{
			printf("-1\n");
		}
		else 
		
		{
			int d[10];
			for(int i=0;i<=t;i++)
			{
				d[i]=i;
			}
			int ans=INF,sum;
			do
			{
				sum=0;
				for(int i=0;i<t;i++)
				{
				//	printf("d[%d]=%d d[%d]=%d\n",i,d[i],i+1,d[i+1]);
					sum+=dist[d[i]][d[i+1]];
				}
			//	printf("sum==%d\n",sum);
				if(ans>sum)
				{
					ans=sum;
				}
			}while(next_permutation(d+1,d+t+1)); //记住 0要放在开头的 之后是 1-》2,2—》3的距离 
			printf("%d\n",ans); 
		}
	}
}


最近学了状态压缩,然后就写了一个状压版本的 思路也是很简单,就是给第i个物品编号为i,然后在标记数组上再加一维表示状态,拿到了就把哪一位的二进制变成1就好了上代码

#include<stdio.h>
#include<iostream>
#include<queue>
#include<string.h>
#define mes(a) memset(a,0,sizeof(a));
using namespace std;
struct node
{
	int x,y;
	int state;
}locate[5];
int n,m,sx,sy,t;
int dir[4][2]={1,0,-1,0,0,-1,0,1},vis[102][102][1<<4];
char mp[101][101];
int can_go(int x,int y)
{
	if(x<0||y<0||x>=n||y>=m)
	{
		return 0;
	}
	//cout<<mp[x][y]<<"x="<<x<<"y="<<y<<endl; 
	if(mp[x][y]=='#') return 0;
	return 1;
}
int judge(int x,int y)
{
	for(int i=0;i<t;i++){
		if(locate[i].x==x&&locate[i].y==y)
		{
			return i;
		}
	}
	return -1;
}
int bfs()
{
	node now,next;
	now.x=sx,now.y=sy;
	now.state=0;
//	vis[now.x][now.y][0]=0;
	queue<node>que;
	que.push(now);
	while(!que.empty())
	{
		now=que.front();
		que.pop();
	//	cout<<now.x<<"    "<<now.y<<"----"<<now.state<<endl;
		if(now.state==(1<<t)-1)
		{
			return vis[now.x][now.y][now.state];
		}
		for(int i=0;i<4;i++)
		{
			next.x=now.x+dir[i][0];
			next.y=now.y+dir[i][1];
			int te=judge(next.x,next.y);
			if(te==-1)
			{
				next.state=now.state;
				
			}
			else next.state=now.state|(1<<te);
			if(can_go(next.x,next.y)&&!vis[next.x][next.y][next.state])
			{
				vis[next.x][next.y][next.state]=vis[now.x][now.y][now.state]+1;
				que.push(next);
			}
			
		}
	}
	return -1;
}
int main()
{
	while(scanf("%d%d",&n,&m)!=EOF)
	{
		if(n==0&&m==0) break;
		mes(vis);
		mes(mp);
		mes(locate);
		for(int i=0;i<n;i++)
		{
			cin>>mp[i];
			for(int j=0;j<m;j++)
			{
				if(mp[i][j]=='@') sx=i,sy=j;
			}
		}
		scanf("%d",&t);
		int ta,tb;
		for(int i=0;i<t;i++)
		{
			scanf("%d%d",&ta,&tb);
			ta--,tb--;
			locate[i].x=ta;
			locate[i].y=tb;
		}
		int ans=bfs();
		if(ans==-1)puts("-1");
		else printf("%d\n",ans);
	}
}

自己在一个深夜的晚上,又想到了 ,这不是一道TSP问题吗,,只走取宝物的点,那么我们可以把宝物抽出来重新建图,每次只走最短路吗,下面上代码吧:

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<queue>
#include<algorithm>
#include<iostream>
#define inf 9999999
using namespace std;
struct node
{
    int x,y;
}edg[5];
int vis[111][111],sx,sy,dp[1<<5][5],t,dist[25][25];
char ch[111][111];
int dir[4][2]={1,0,-1,0,0,1,0,-1};
int n,m;
int can_go(int x,int y)
{
    if(x<0||y<0||x>=n||y>=m)
    {
        return 0;
    }
    if(ch[x][y]=='#')return 0;
    return 1;
}
int bfs(int sx,int sy,int ex,int ey)
{
    node now,next;
    now.x=sx,now.y=sy;
    queue<node>que;
    vis[now.x][now.y]=1;
    memset(vis,0,sizeof(vis));
    que.push(now);
    while(!que.empty())
    {
        now=que.front();
        que.pop();
        if(now.x==ex&&now.y==ey)
        {
            return vis[now.x][now.y];
        }
        for(int i=0;i<4;i++)
        {
            next.x=now.x+dir[i][0];
            next.y=now.y+dir[i][1];
            if(can_go(next.x,next.y)&&!vis[next.x][next.y])
            {
                vis[next.x][next.y]=vis[now.x][now.y]+1;
                que.push(next);
            }
        }
    }
    return -1;

}
int main()
{
    while(scanf("%d%d",&n,&m)!=EOF)
    {
    	int cnt=0;
        if(n==0&&m==0) break;
        memset(dp,inf,sizeof(dp));
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
            cin>>ch[i];
            for(int j=0;j<m;j++)
            {
                if(ch[i][j]=='@')
                {
                	edg[cnt].x=i;
                	edg[cnt++].y=j;
                    sx=i,sy=j;
                }
            }
        }
        int ta,tb;
        cin>>t;
        for(int i=0;i<t;i++)
        {
            cin>>ta>>tb;
            ta--,tb--;
            edg[cnt].x=ta,edg[cnt++].y=tb;//把必须走的点抽出来 
        }
        int flag=0;
      /*  for(int i=0;i<t;i++)
        {
            dist[i][0]=dist[0][i]=bfs(sx,sy,edg[i].x,edg[i].y);
            if(dis[i][0]==-1) flag=1;
        }*/
        for(int i=1;i<cnt;i++)
        {
            for(int j=0;j<cnt;j++)
            {
                dist[i][j]=dist[j][i]=bfs(edg[i].x,edg[i].y,edg[j].x,edg[j].y);//重新建图 
    
                if(dist[i][j]==-1) flag=1;
            }
        }
        if(flag) puts("-1");
        else
        {
        	dp[0][0]=0;//这里就直接抽象成了 ,我现在有cnt个点,我要从第一个点遍历全部的点所需要的最短路 tsp问题吗 
            for(int state=0;state<(1<<cnt);state++)
            {
                for(int j=0;j<cnt;j++)
                {
                    if(dp[state][j]==inf) continue;
                    for(int k=0;k<cnt;k++)
                    {
                        if(state&(1<<k)) continue;
                        dp[state|(1<<k)][k]=min(dp[state|(1<<k)][k],dp[state][j]+dist[j][k]);
                    }
                }
            }
            int ans=99999999;
            for(int i=0;i<cnt;i++)
            {
               // cout<<dp[(1<<cnt)-1][i]<<"  "<<endl;
                ans=min(ans,dp[(1<<cnt)-1][i]);
                //cout<<dist[i][0]<<" ";
            }
            cout<<ans<<endl;
        }


    }
}



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