Sicily--1471. No Left Turns(BFS)

:搬運自我的csdn博客 http://blog.csdn.net/qq_30172585

題意重述

一個迷宮抡四,從起點走到終點,走一步有直走仗谆,以及直走再右轉(zhuǎn)兩個選擇(注意不能原地轉(zhuǎn)彎)指巡,問在這種情況下的最短路徑是多少,起始方向可以任意選擇隶垮,題目中保證這樣的路徑一定存在

題目分析與算法選擇

既然要搜索最短的路徑藻雪,那就是用的bfs了,因為這里狀態(tài)每深入一層狸吞,路徑就增加固定的值1勉耀,因此對狀態(tài)由淺到深搜索指煎,得出的就是最短的路徑。

具體實現(xiàn)

狀態(tài)的確定
首先,在網(wǎng)格地圖里移動,狀態(tài)肯定包括所在點的坐標镰官,而且由于“Right Head”的下一步走法與當前的方向相關(guān),所以方向也是狀態(tài)的一個成員崇渗。同時,用一個數(shù)組steps來儲存初始狀態(tài)到當前狀態(tài)的路徑長京郑,當狀態(tài)向下深入一層時宅广,就把深層的狀態(tài)的steps值設(shè)置為上一層的steps加一。這樣當找到終點時些举,當時狀態(tài)的steps值就是初始狀態(tài)到終點的最短路徑

剪枝
如果不進行剪枝跟狱,直接最原始的廣搜的話,會產(chǎn)生很多沒有用的搜索過程户魏,例如下圖中從最初狀態(tài)分出兩條路線驶臊,分別是綠色路線和藍色路線。藍色路線在第二層(箭頭數(shù)字2)中產(chǎn)生了一個位置在(3,1)叼丑,方向向左的狀態(tài)关翎;而綠色路線在第四層(箭頭數(shù)字4)中同樣產(chǎn)生了一個位置在(3,1),方向向左的狀態(tài)鸠信,很明顯藍色路線在該處產(chǎn)生的狀態(tài)的路徑比綠色路徑在此產(chǎn)生的狀態(tài)的路徑短(2 < 4)纵寝,因此綠色路徑的狀態(tài)(3,1星立,左)不應該再向下搜索爽茴。

這里寫圖片描述

代碼如下:

#include<stack>
#include<iostream>
#include<fstream>
#include<cmath>
#include<string>
#include<cstdio>
#include<algorithm>
#include<sstream>
#include<iomanip>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <vector>
#include <map>
#include <queue>
#include <set>
using namespace std;

struct status {
    int x;
    int y;
    int dir;
    status(int _x, int _y, int _dir)
    {
        x = _x, y = _y, dir = _dir;
    }
};

char maze[21][21];
int directions[4][2] = { {-1,0},{0,1},{ 1,0 },{ 0,-1 } };//up, right, down, left
int steps[21][21][21];
queue<status> que;
int test;

int* dir2pair(int dir)//0 for up, 1 for right, 2 for down, 3 for left
{
    dir = dir % 4;
    return directions[dir];
}


int dfs(int x, int y, int dir)
{
    memset(steps, 1, sizeof(steps));//steps[][][] = 16843009 = (2進制)00000001 00000001 00000001 00000001
    steps[x][y][dir] = 0;
    status sta = status(x, y, dir);
    que.push(sta);
    while (!que.empty())
    {
        status s = que.front(); que.pop();
        int x = s.x; int y = s.y; int dir = s.dir;
        for (int d = dir; d <= dir + 1; d++)
        {
            int dir_real = d % 4;
            int* dirpair = dir2pair(dir_real);
            int next_x = x + dirpair[0]; int next_y = y + dirpair[1];
            if (maze[next_x][next_y] == 'F')
                return steps[x][y][dir] + 1;
                
            //steps[next_x][next_y][dir_real] > steps[x][y][dir] + 1 在此之前沒有出現(xiàn)更少的步數(shù),才能更新绰垂。 這句用來剪枝 
            if (maze[next_x][next_y] != 'X' && steps[next_x][next_y][dir_real] > steps[x][y][dir] + 1)
            {
                steps[next_x][next_y][dir_real] = steps[x][y][dir] + 1;
                status sta = status(next_x,next_y,dir_real);
                que.push(sta);
            }
        }
    }
    return 9999999;
}

int main()
{
    int n, r, c;
    cin >> n;
    int sx, sy, fx, fy;
    while (n--) 
    {
        while (!que.empty())
            que.pop();
        cin >> r >> c;
        for (int i = 0; i < r; i++)
        {
            getchar();                  //將換行符讀掉 
            for (int k = 0; k < c; k++)
            {
                cin.get(maze[i][k]);    //get方法能讀取空格 
                if (maze[i][k] == 'S')
                    sx = i, sy = k;
                else if (maze[i][k] == 'F')
                    fx = i, fy = k;
            }
            
        }
        int min_res = 99999999;
        for (int i = 0; i < 4; i++)
        {
            int res = dfs(sx, sy, i);
            min_res = min_res < res ? min_res : res;
        }
        cout << min_res << endl;
    }

}
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