HDU2312 Cliff Climbing

首先附上通道:hdu2312

HDU2312,這題是我去年寒假做的題,前不久又看到了去年寫的解題報告,感覺還是很有意思

題意

  • 給出一個懸崖,給出若干個起點和終點,問從某起點到某終點的最短距離是多少,若不能到達則輸出 -1,規則為左腳跨出之后必須跨右腳,且每跨一腳都有一定的范圍限制。
  • 一開始我想到的是用廣度優先搜索,從每個S出發,擴展開去,每到一個點,就繼續擴展,直到擴展完所有的點,但是出現了兩個問題就是,左腳和右腳的交替,還有就是,這樣不斷擴展,會導致隊列不斷增大,最終會永遠運行下去而不能結束。

解題思路

好像先是網上搜了一波,搜到了這些spfa暴力pfs
但代碼貌似都有點高深……弄了好久,最后弄出的spfa+優先隊列的方法,沒用什么C++的庫,就是結構體+數組。。不過,過了一年再來看代碼,也不是很好理解(尷尬)

大致的解析

  • 下面代碼中temp表示的是優先隊列的長度,q表示的是優先隊列,dp表示的是圖中每個點的最小到達距離,book用來去掉重復的節點。
  • 一開始,把所有的起點入隊,dp相應的值設置成0。然后,每次遞歸,都從頭開始遍歷q隊列。里面的每個點都左右腳各處理一遍。for(k=0;k<2;k++)處理左右腳,for(i=0;i<9;i++)然后分別遍歷左右腳能到達的地方。
  • 這樣會出現一種情形,就是這個點可以從A點跨左腳到達,也可以從B點跨右腳到達,然后就出現了spfa的關鍵一步
if(dp[k][px][py]>dp[1-k][tx][ty]+v){
    dp[k][px][py]=dp[1-k][tx][ty]+v;
    if(!book[k][px][py]){
           book[k][px][py]=1;  
           q[temp].x=px;q[temp++].y=py;   
    }
}

從上面的代碼中不難看出,某一個點在dp隊列中的值,取決于能夠 達到這個點的最小距離,并且把這個點納入到q隊列中,在下次遞歸中繼續用它。這個思想和Dijkstra算法類似,不斷刷新最小值,并以這個最小值重新作為一個新的起點。

  • 這里還有一個突破點就是3維數組表示左右腳。二維數組來模擬腳步的移動并不難,而三維數組其實就是1+1=2。nextstep[2][9][2]由兩部分組成nextstep[0]和nextstep[1],分別代表的左右腳移動的二維數組,其實就是把兩個數組合在一起,方便寫代碼,如果由兩個二維數組來代替,不僅僅是腳步處理的問題,優先隊列也需要相應的變化,難度就大了,所以三維數組還是不可缺少的。

代碼

#include <iostream>
#define N 61*31
using namespace std;
struct que{
    int x;
    int y;
}q[N*5],endT[N];  //q表示的是優先隊列,endT存儲的是終點位置
//nextstep用來模擬左右腳的移動
int nextstep[2][9][2]={ {{-2,-1},{-1,-1},{-1,-2},{0,-1},{0,-2},{0,-3},{1,-1},{1,-2},{2,-1}},{{-2,1}, {-1,1}, {-1,2}, {0,1}, {0,2}, {0,3}, {1,1}, {1,2}, {2,1}}}; 
int w,h,temp,dp[2][61][31],book[2][61][31],inf=999999;
//temp表示優先隊列的游標,dp對應優先隊列的值,book去掉重復的結點
char map[61][31];
int min(int a,int b){
    return a<b?a:b;
}
void bfs(){
    int head=0,tx,ty,i,k,px,py,v;
    while(head<temp){
        //終止條件為優先隊列為空,此處的隊列因為加上了刷新最小值的限制,所以隊列增長的數量有限
        tx=q[head].x;ty=q[head++].y;   //取得隊列最前端對應的坐標
        for(k=0;k<2;k++){
            if(book[1-k][tx][ty]==1){   //判斷對應的左右腳是否已入列
                book[1-k][tx][ty]=0;   //取消入列標記
                for(i=0;i<9;i++){
                    px=tx+nextstep[k][i][0];  //分別移動所有限制以內的地方
                    py=ty+nextstep[k][i][1];
                    if(px>=0&&px<h&&py>=0&&py<w&&map[px][py]!='X'){
                        if(map[px][py]=='S'||map[px][py]=='T') v=0;  //起點和終點對應的值為0
                        else v=map[px][py]-48;
                        if(dp[k][px][py]>dp[1-k][tx][ty]+v){
                            //spfa的核心,也就是優先隊列,如果達到可以刷新最下值,就刷新,如果刷新
                            //之后此結點已在隊列中則不再重復入隊
                            dp[k][px][py]=dp[1-k][tx][ty]+v;
                            if(!book[k][px][py]){
                                book[k][px][py]=1;   //若未入隊,則標記入隊
                                q[temp].x=px;q[temp++].y=py;   //并擴大隊列
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
}
int main()
{
    int i,j,t,cot;
    while(cin>>w>>h&&w,h){
        temp=0;
        t=0;
        for(i=0;i<h;i++)
            for(j=0;j<w;j++){
                dp[0][i][j]=dp[1][i][j]=inf;   //將左右腳對應的整幅圖對應的值初始化為Inf
                book[0][i][j]=book[1][i][j]=0;   //初始化在隊列中的結點
                scanf(" %c",&map[i][j]);
                if(map[i][j]=='S'){
                    q[temp].x=i;   //將開始的起點坐標先入列,從起點擴展開去的結點后面也依次入列
                    q[temp++].y=j; 
                    dp[0][i][j]=dp[1][i][j]=0;  //起點對應的值為0
                    book[0][i][j]=book[1][i][j]=1;  //標記已入列
                }
                if(map[i][j]=='T'){   //加入結束隊列
                    endT[t].x=i;
                    endT[t++].y=j;                  
                }
            }
        bfs();
        cot=inf;    
        for(i=0;i<t;i++)  //比較每個終點的左右腳的值大小
            cot=min(cot,min(dp[0][endT[i].x][endT[i].y],dp[1][endT[i].x][endT[i].y]));
        if(cot==inf) cout<<"-1"<<endl;
        else cout<<cot<<endl;
    } 
    return 0;
}

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