推箱子的最優路徑
大家一定玩過“推箱子”這個經典的遊戲。具體規則就是在一個N*M的地圖上,有1個玩家、1個箱子、1個目的地以及若干障礙,其餘是空地。玩家可以往上下左右4個方向移動,但是不能移動出地圖或者移動到障礙裡去。如果往這個方向移動推到了箱子,箱子也會按這個方向移動一格,當然,箱子也不能被推出地圖或推到障礙裡。當箱子被推到目的地以後,遊戲目標達成。現在告訴你遊戲開始是初始的地圖佈局,請你求出玩家最少需要移動多少步才能夠將遊戲目標達成。
**輸入描述**:
每個測試輸入包含1個測試用例
第一行輸入兩個數字N,M表示地圖的大小。其中0<N,M<=8。
接下來有N行,每行包含M個字元表示該行地圖。其中 . 表示空地、X表示玩家、*表示箱子、#表示障礙、@表示目的地。
每個地圖必定包含1 個玩家、1個箱子、1個目的地。
輸出描述:
輸出一個數字表示玩家最少需要移動多少步才能將遊戲目標達成。當無論如何達成不了的時候,輸出-1。
例子
4 4
....
..*@
....
.X..
輸出結果:3
6 6
...#..
......
#*##..
..##.#
..X...
[email protected]#...
輸出結果為 11
下面是程式碼,有詳細註解,核心是佇列的資料結構和BFS搜尋
程式在VS2015下編譯通過。
#include<iostream>
#include<queue>
#include<string>
using namespace std;
int state[10][10][10][10];//四維陣列表示人和箱子的位置狀態,開始全為0
struct q
{
int px, py, bx, by;
q(int x, int y, int bx, int by) :px(x), py(y), bx(bx), by(by) {}
};
int moves[4][2] = { {0,1},{0,-1},{-1,0},{1,0} };//四個方向
char map[10][10];//地圖陣列
int chx, chy, cbx, cby, ex, ey, n, m;//分別表示當前人的位置,盒子的位置,終點位置,以及地圖尺寸。
bool bound(int x,int y)//邊界檢查,遇到不合理的位置返回真
{
if (x < 0 || y < 0 || x >= n || y >= m || map[x][y] == '#')
return true;
else
return false;
}
int bfs()
{
state[chx][chy][cbx][cby] = 1;//當前其實狀態位置設步數為1
q temp(chx, chy, cbx, cby);
queue<q> que; //狀態佇列
que.push(temp);//初始狀態入棧
while (que.size()) //只要佇列不為空就一直尋找
{
temp = que.front();//獲取首元素
que.pop();//首元素彈出
if (temp.bx == ex&&temp.by == ey)
return state[temp.px][temp.py][temp.bx][temp.by]-1;//如果箱子在終點,結束,返回步數
for (int i = 0; i < 4; i++)//四個方向開始搜尋了
{
//先更新人的位置
int px = temp.px + moves[i][0];
int py = temp.py + moves[i][1];
if (bound(px, py))
continue;//如果這個位置非法,探尋其它方向
if (px == temp.bx&&py == temp.by)//如果此時人的位置與箱子的位置重合,說明人應當推動了箱子
{
if (bound(temp.bx + moves[i][0], temp.by + moves[i][1]))
continue;//如果箱子移動的位置不合法,則重新探尋其它方向
state[px][py][temp.bx + moves[i][0]][temp.by + moves[i][1]] =
state[temp.px][temp.py][temp.bx][temp.by] + 1;//箱子推動,則人和箱子位置改變,記錄新狀態
que.push(q(px, py, temp.bx + moves[i][0], temp.by + moves[i][1]));//新狀態入棧
}
else//人沒有推動箱子
{
if (state[px][py][temp.bx][temp.by])//如果移動後的狀態出現過,則重新搜尋新方向
continue;
state[px][py][temp.bx][temp.by] = state[temp.px][temp.py][temp.bx][temp.by] + 1;
//沒有走過這條路就走著試試
que.push(q(px, py, temp.bx, temp.by));//更新狀態
}
}
}
return -1;//如果所有位置都試過了,沒有找到,說明不存在
}
int main()
{
cin >> n >> m;
//cin.clear();
for (int i = 0; i < n; i++)
{
scanf_s("%s", map[i],m+1);
}
for (int i = 0; i < n; i++)//初始化人,箱子,終點的位置
{
for (int j = 0; j < m; j++)
{
if (map[i][j]=='*')
{
cbx = i;
cby = j;
}
else if (map[i][j] == 'X')
{
chx = i;
chy = j;
}
else if (map[i][j] == '@')
{
ex = i;
ey = j;
}
}
}
cout << bfs() << endl;
return 0;
}
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