• 寒假训练——第二周(BFS)


    A - Multiply and Rotate

    A - Multiply and Rotate

    思路:

    • 分两种情况 B F S BFS BFS

    注意:

    • 看清楚范围再确定此情况是否成立

    代码如下:

    #include 
    
    #define fast ios::sync_with_stdio(false), cin.tie(nullptr); cout.tie(nullptr)
    
    #define x first
    #define y second
    #define int long long
    
    using namespace std;
    
    typedef long long LL;
    typedef pair<int, int> PII;
    
    const int N = 1e6 + 10, M = 1010;
    const int mod = 1e9 + 7;
    const int INF = 0x3f3f3f3f;
    const double eps = 1e-9;
    
    int dx[4] = {-1, 0, 1, 0}, dy[4] = {0, 1, 0, -1};
    
    int n, m;
    int a;
    int cnt[N];
    int q[N];
    bool st[N];
    
    int bfs()
    {
        int hh = 0, tt = -1;
        q[ ++ tt] = 1;
        cnt[1] = 0;
        
        while(hh <= tt)
        {
            int t = q[hh ++ ];
            
            if(t == n) return cnt[t];
            
            if(st[t]) continue;
            st[t] = true;
            
            if(t * a <= N)
            {
                int b = t * a;
                q[ ++ tt] = b;
                cnt[b] = cnt[t] + 1;
            }
            
            if(t >= 10 && t % 10 != 0)
            {
                int b = t % 10 * pow(10, (int)log10(t)) + t / 10;
                q[ ++ tt] = b;
                cnt[b] = cnt[t] + 1;
            }
        }
        
        return -1;
    }
    
    
    void solve()
    {
        cin >> a >> n;
        
        cout << bfs() << endl;
        
        return;
    }
    
    signed main()
    {
        //fast;
        int T = 1;
        //cin >> T;
        while(T -- )
            solve();
        
        return 0;
    }
    
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    B - 移动玩具

    B - 移动玩具

    思路:

    • 二进制表示 + 位运算交换 + B F S BFS BFS

    核心代码五行:[HAOI2008]移动玩具(五行核心代码)

    代码如下:

    #include 
    
    #define fast ios::sync_with_stdio(false), cin.tie(nullptr); cout.tie(nullptr)
    
    #define x first
    #define y second
    #define int long long
    
    using namespace std;
    
    typedef long long LL;
    typedef pair<int, int> PII;
    
    const int N = 1e6 + 10, M = 1010;
    const int mod = 1e9 + 7;
    const int INF = 0x3f3f3f3f;
    const double eps = 1e-9;
    
    int dx[4] = {-1, 0, 1, 0}, dy[4] = {0, 1, 0, -1};
    
    int n, m;
    int start, ed;
    string str[10];
    int dist[N];
    bool st[N];
    queue<int> q;
    
    // 调试代码,
    // 作用:输出矩阵
    // void print(int x)
    // {
    //     for (int i = 0, t = 15; i < 4; i ++ )
    //     {
    //         for (int j = 0; j < 4; j ++, t -- )
    //             cout << ( (x >> t) & 1) << " ";
    //         cout << endl;
    //     }
        
    //     cout << endl;
    // }
    
    // 交换 last 与 now 位上的数字
    void change(int t, int last, int now)
    {
        if( ((t >> last) & 1) == ((t >> now) & 1)) 
            return;
        
        int tt = t ^ (1 << last) ^ (1 << now);
        
        dist[tt] = dist[t] + 1;
        q.push(tt);
    }
    
    // 宽搜框架
    int bfs()
    {
        memset(dist, 0x3f, sizeof dist);
        
        q.push(start);
        dist[start] = 0;
        
        int cnt = 0;
        
        while(q.size())
        {
            int t = q.front();
            q.pop();
            
            if(t == ed) return dist[ed];
            
            if(st[t]) continue;
            st[t] = true;
            
            // 直接搜即可(总状态位 2^16 = 65536 种,
            // bfs 为线性时间复杂度,直接搜 时间很充足
            for (int i = 15; i >= 0 ; i -- )
            {
                // if( ((t >> i) & 1) ^ ((start >> i) & 1))
                // 本想简化一下代码,,但此行代码不可加上
                // 加上会 WA 一个数据
                // 数据如下:
                // 0011
                // 1100
                // 0011
                // 1100
                
                // 1111
                // 1001
                // 1001
                // 0000
                // 若加上则左上角的11永远出不去,无法到外面导致返回无解 -1
                // 因此最终代码代码为:
                
                // if( ((t >> i) & 1) ^ ((start >> i) & 1))
                //{
                    if(i % 4 > 0 ) change(t, i, i - 1); // 和左边交换
                    if(i % 4 < 3 ) change(t, i, i + 1); // 和右边交换
                    if(i / 4 > 0 ) change(t, i, i - 4); // 和上边交换
                    if(i / 4 < 3 ) change(t, i, i + 4); // 和下边交换
                //}
                
                
            }
            cnt ++;
        }
        
        return -1;
    }
    
    void solve()
    {
        for (int i = 0; i < 4; i ++ )
            cin >> str[i];
        
        // 状压 ed
        for (int i = 0, t = 0; i < 4; i ++ )
            for (int j = 0; j < 4; j ++ , t ++ )
                ed = (ed << 1) + (str[i][j] - '0');
        
        for (int i = 0; i < 4; i ++ )
            cin >> str[i];
        
        // 状压 start
        for (int i = 0, t = 0; i < 4; i ++ )
            for (int j = 0; j < 4; j ++ , t ++ )
                start = (start << 1) + (str[i][j] - '0');
        
        cout << bfs() << endl;
        
        return;
    }
    
    signed main()
    {
        //fast;
        int T = 1;
        //cin >> T;
        while(T -- )
            solve();
        
        return 0;
    }
    
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    C - 最长距离

    C - 最长距离

    思路:

    • 只有01,考虑双端队列广搜

    代码如下:

    #include 
    
    #define fast ios::sync_with_stdio(false), cin.tie(nullptr); cout.tie(nullptr)
    
    #define x first
    #define y second
    #define int long long
    
    using namespace std;
    
    typedef long long LL;
    typedef pair<int, int> PII;
    
    const int N = 50, M = 10010;
    const int mod = 1e9 + 7;
    const int INF = 0x3f3f3f3f;
    const double eps = 1e-9;
    
    int dx[4] = {-1, 0, 1, 0}, dy[4] = {0, 1, 0, -1};
    
    int n, m, num;
    string str[N];
    int dist[N][N];
    bool st[N][N];
    double ans = -1e9;
    
    
    double cal(double x1, double y1, double x2, double y2) 
    {
        double res = sqrt(fabs(x1 - x2) * fabs(x1 - x2) + fabs(y1 - y2) * fabs(y1 - y2));
        return res;
    }
    
    void bfs(int x, int y)
    {
        memset(dist, 0x3f, sizeof dist);
        memset(st, 0, sizeof st);
        
        dist[x][y] = 0;
        
        deque<PII> q;
        q.push_back({x, y});
        
        while(q.size())
        {
            auto t = q.front();
            q.pop_front();
            
            int x = t.x, y = t.y;
            
            if(st[x][y]) continue;
            st[x][y] = true;
            
            for(int i = 0; i < 4; i ++ )
            {
                int a = x + dx[i], b = y + dy[i];
                if(a < 0 || a >= n || b < 0 || b >= m) continue;
                
                int w = str[a][b] - '0';
                int d = dist[x][y] + w;
                
                if(d <= dist[a][b])
                {
                    dist[a][b] = d;
                    if(w) q.push_back({a, b});
                    else q.push_front({a, b});
                }
            }
        }
    
        for (int i = 0; i < n; i ++ )
            for (int j = 0; j < m; j ++ )
                if(dist[i][j] <= num)
                    ans = max(ans, cal(x, y, i, j));
    }
    
    void solve()
    {
        cin >> n >> m >> num;
        
        for (int i = 0; i < n; i ++ )
                cin >> str[i];
        
        for (int i = 0; i < n; i ++ )
            for (int j = 0; j < m; j ++ )
                if(str[i][j] == '0') bfs(i, j);
        
        printf("%.6lf\n", ans);
        
        return;
    }
    
    signed main()
    {
        //fast;
        int T = 1;
        //cin >> T;
        while(T -- );
            solve();
        
        return 0;
    }
    
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    D - 8 Puzzle on Graph

    D - 8 Puzzle on Graph

    思路:

    • 八数码变形题,参考八数码代码即可

    代码如下:

    #include 
    
    #define fast ios::sync_with_stdio(false), cin.tie(nullptr); cout.tie(nullptr)
    
    #define x first
    #define y second
    #define int long long
    
    using namespace std;
    
    typedef long long LL;
    typedef pair<int, int> PII;
    
    const int N = 1010, M = 1010;
    const int mod = 1e9 + 7;
    const int INF = 0x3f3f3f3f;
    const double eps = 1e-9;
    
    int dx[4] = {-1, 0, 1, 0}, dy[4] = {0, 1, 0, -1};
    
    int n, m, num;
    map<string, int> dist;
    map<string, bool> st;
    
    int h[N], e[M], ne[M], idx;
    
    void add(int a, int b)
    {
        e[idx] = b, ne[idx] = h[a], h[a] = idx ++;
    }
    
    int bfs(string state)
    {
        dist[state] = 0;
        
        queue<string> q;
        q.push(state);
        
        string ed = "x123456780";
        
        while(q.size())
        {
            auto t = q.front();
            q.pop();
            
            if(t == ed) return dist[t];
            
            //cout << t << endl;
            
            int x = t.find("0");
            for (int i = h[x]; ~i; i = ne[i])
            {
                int j = e[i];
                
                string ss = t;
                swap(ss[x], ss[j]);
                
                if(dist.count(ss)) continue;
                
                dist[ss] = dist[t] + 1;
                q.push(ss);
            }
        }
        
        return -1;
    }
    
    void solve()
    {
        cin >> n;
        
        memset(h, -1, sizeof h);
        
        for (int i = 0; i < n; i ++ )
        {
            int a, b;
            cin >> a >> b;
            add(a, b), add(b, a);
        }
        
        int x;
        string state = "x000000000";
        for (int i = 1; i <= 8; i ++ )
        {
            cin >> x;
            state[x] = i + '0';
        }
        
        cout << bfs(state) << endl;
        
        return;
    }
    
    signed main()
    {
        //fast;
        int T = 1;
        //cin >> T;
        while(T -- )
            solve();
        
        return 0;
    }
    
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    E - Labyrinth

    E - Labyrinth

    思路:

    • 每个点记录 向右向左走的此数即可
    • 注意的是,优先走上下格子,用 d e q u e deque deque 插入队头正合适

    代码如下:

    #include 
    
    #define fast ios::sync_with_stdio(false), cin.tie(nullptr); cout.tie(nullptr)
    
    #define x first
    #define y second
    #define int long long
    
    using namespace std;
    
    typedef long long LL;
    typedef pair<int, int> PII;
    
    const int N = 2010, M = 1010;
    const int mod = 1e9 + 7;
    const int INF = 0x3f3f3f3f;
    const double eps = 1e-9;
    
    int dx[4] = {-1, 0, 1, 0}, dy[4] = {0, 1, 0, -1};
    
    int n, m;
    int sx, sy;
    int l, r;
    
    int st[N][N];
    char g[N][N];
    PII dist[N][N];
    
    int bfs()
    {
        int res = 1;
        
        deque<PII> q;
        st[sx][sy] = true;
        dist[sx][sy] = {0, 0};
        q.push_back({sx, sy});
        
        while(q.size())
        {
            auto t = q.front();
            q.pop_front();
            
            int xx = t.x, yy = t.y;
            
            for (int i = 0; i < 4; i ++ )
            {
                bool f = 0;
                int a = xx + dx[i], b = yy + dy[i];
                
                if(a < 1 || a > n || b < 1 || b > m) continue;
                if(g[a][b] == '*') continue;
                if(st[a][b]) continue;
                
                if(i == 1)
                {
                    if(dist[xx][yy].y >= r) continue;
                    else dist[a][b] = {dist[xx][yy].x, dist[xx][yy].y + 1};
                    f = 1;
                }
    
                if(i == 3)
                {
                    if(dist[xx][yy].x >= l) continue;
                    else dist[a][b] = {dist[xx][yy].x + 1, dist[xx][yy].y};
                    f = 1;
                }
                
                if(!f) dist[a][b] = dist[xx][yy];
                
                res ++;
                
                st[a][b] = true;
                
                //cout << i << "|||" << xx << " " << yy <<  "|||" << a << " " << b << endl;
                //cout << " " << "|||" << dist[xx][yy].x << " " << dist[xx][yy].y << "|||" << dist[a][b].x << " " << dist[a][b].y << endl;
                
                if(i & 1) q.push_back({a, b});
                else q.push_front({a, b});
            }
        }
        
        return res;
    }
    
    void solve()
    {
        cin >> n >> m;
        cin >> sx >> sy;
        cin >> l >> r;
        
        for (int i = 1; i <= n; i ++ )
            cin >> g[i] + 1;
        
        //cout << dist[3][1].x << " " << dist[3][1].y << endl;
        
        cout << bfs() << endl;
        
        return;
    }
    
    signed main()
    {
        //fast;
        int T = 1;
        //cin >> T;
        while(T -- )
            solve();
        
        return 0;
    }
    
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