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poj1753——Flip Game
阅读量:804 次
发布时间:2023-03-03

本文共 2536 字,大约阅读时间需要 8 分钟。

为了解决这个问题,我们需要找到将4x4方格翻转为全白或全黑所需的最少步骤数。每次操作可以选择一个棋子,并翻转它及其周围的棋子(如果有的话)。我们可以使用广度优先搜索(BFS)来找到最短路径,因为BFS可以有效地找到最少的步骤数。

方法思路

  • 问题分析:我们需要找到最少的步骤数,使得整个方格变成全白或全黑。每次操作会影响当前棋子及其周围的棋子。
  • 状态表示:使用一个4x4的二维数组来表示方格的状态,其中0表示白,1表示黑。
  • 初始检查:检查初始状态是否已经是全白或全黑。如果是,直接返回0。
  • BFS初始化:使用一个队列来记录当前状态和步骤数,一个集合来记录已访问的状态。
  • 状态生成:对于每个状态,生成所有可能的下一步状态,并检查是否是目标状态。如果是,返回当前步骤数。
  • 目标检查:每次生成新状态后,检查是否是全白或全黑。
  • 解决代码

    import sysfrom collections import dequedef main():    # 读取输入并构建初始状态    grid = []    for _ in range(4):        line = sys.stdin.readline().strip()        grid.append([1 if c == 'b' else 0 for c in line])        # 检查初始状态是否已经是全白或全黑    all_zero = all(cell == 0 for row in grid for cell in row)    all_one = all(cell == 1 for row in grid for cell in row)    if all_zero or all_one:        print(0)        return        # BFS初始化    visited = set()    queue = deque()    initial_state = tuple(tuple(row) for row in grid)    queue.append((initial_state, 0))    visited.add(initial_state)        # 目标检查函数    def is_goal(state):        return all(cell == 0 for row in state for cell in row) or all(cell == 1 for row in state for cell in row)        while queue:        current_state, steps = queue.popleft()        if is_goal(current_state):            print(steps)            return                # 生成所有可能的下一步操作        for i in range(4):            for j in range(4):                # 生成delta矩阵                delta = [[0]*4 for _ in range(4)]                if i > 0:                    delta[i-1][j] ^= 1                if i < 3:                    delta[i+1][j] ^= 1                if j > 0:                    delta[i][j-1] ^= 1                if j < 3:                    delta[i][j+1] ^= 1                delta[i][j] ^= 1                                # 生成新状态                new_state = []                for x in range(4):                    row = []                    for y in range(4):                        row.append(current_state[x][y] ^ delta[x][y])                    new_state.append(row)                new_state = tuple(tuple(row) for row in new_state)                                if new_state not in visited:                    visited.add(new_state)                    queue.append((new_state, steps + 1))                # 如果队列为空,无法找到解        if not queue:            print("Impossible")            returnif __name__ == "__main__":    main()

    代码解释

  • 读取输入:将输入转换为4x4的二维数组,1表示黑,0表示白。
  • 初始状态检查:检查初始状态是否已经是全白或全黑,直接返回0。
  • BFS初始化:使用队列记录状态和步骤数,集合记录已访问状态。
  • 生成下一步状态:对于每个格子,生成delta矩阵,记录需要翻转的位置,生成新的状态。
  • 目标检查:每次生成新状态后,检查是否是全白或全黑,若是,返回当前步骤数。
  • 无法解决情况:如果队列为空,无法找到解,返回“Impossible”。
  • 转载地址:http://fdxfk.baihongyu.com/

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