HDOJ1667 The Rotation Game

Posted 2020-06-14

1. 题目描述
有个#字型的条带，可以从横线或竖线进行循环移动，求通过各种移动最终使中心的8个字符全等的长度最短并相同长度字典序最小的操作序列。

2. 基本思路
24个数据，8种移动方式，数据量很小了，所以基本怎么玩儿都可以。
需要注意的是因为横线竖线间有交点，所以每个条带的数据可能都是变化的。
采用IDA*算法可解。
所谓IDA*，就是不断对所求操作需要长度进行增加，然后不断当前长度是否存在可行的操作序列。
判断是否存在可行操作序列的方法是深搜，这里需要注意去除先移动A紧接着移动F的类似情况。
H函数的基本想法很简单，即判断中心8个字符的最少改变几个就可以满足条件。

3. 代码

  1 /* 1667 */
  2 #include <iostream>
  3 #include <sstream>
  4 #include <string>
  5 #include <map>
  6 #include <queue>
  7 #include <set>
  8 #include <stack>
  9 #include <vector>
 10 #include <deque>
 11 #include <algorithm>
 12 #include <cstdio>
 13 #include <cmath>
 14 #include <ctime>
 15 #include <cstring>
 16 #include <climits>
 17 #include <cctype>
 18 #include <cassert>
 19 #include <functional>
 20 #include <iterator>
 21 #include <iomanip>
 22 using namespace std;
 23 //#pragma comment(linker,"/STACK:102400000,1024000")
 24 
 25 #define sti                set<int>
 26 #define stpii            set<pair<int, int> >
 27 #define mpii            map<int,int>
 28 #define vi                vector<int>
 29 #define pii                pair<int,int>
 30 #define vpii            vector<pair<int,int> >
 31 #define rep(i, a, n)     for (int i=a;i<n;++i)
 32 #define per(i, a, n)     for (int i=n-1;i>=a;--i)
 33 #define clr                clear
 34 #define pb                 push_back
 35 #define mp                 make_pair
 36 #define fir                first
 37 #define sec                second
 38 #define all(x)             (x).begin(),(x).end()
 39 #define SZ(x)             ((int)(x).size())
 40 #define lson            l, mid, rt<<1
 41 #define rson            mid+1, r, rt<<1|1
 42 
 43 const int INF = 0x3f3f3f3f;
 44 const int maxl = 300;
 45 int op[maxl];
 46 int a[24];
 47 int pos[8][7] = {
 48     {0, 2, 6, 11, 15, 20, 22},
 49     {1, 3, 8, 12, 17, 21, 23},
 50     {10, 9, 8, 7, 6, 5, 4},
 51     {19, 18, 17, 16, 15, 14, 13}
 52 };
 53 int eight[8] = {
 54     6, 7, 8, 11, 12, 15, 16, 17
 55 };
 56 int mirror[8] = {
 57     5, 4, 7, 6, 1, 0, 3, 2
 58 };
 59 bool flag;
 60 int v;
 61 
 62 void Init() {
 63     rep(i, 0, 4) {
 64         int j = mirror[i];
 65         memcpy(pos[j], pos[i], sizeof(pos[j]));
 66         reverse(pos[j], pos[j]+7);
 67     }
 68 }
 69 
 70 void Rotate(int *a, int d) {
 71     int tmp = a[pos[d][0]];
 72     rep(i, 1, 7)
 73         a[pos[d][i-1]] = a[pos[d][i]];
 74     a[pos[d][6]] = tmp;
 75 }
 76 
 77 int H(int *a) {
 78     int c[4];
 79     
 80     c[1] = c[2] = c[3] = 0;
 81     rep(i, 0, 8)
 82         ++c[a[eight[i]]];
 83     
 84     return 8 - max(c[1], max(c[2], c[3]));
 85 }
 86 
 87 void dfs(int *a, int dep, int fa) {
 88     int mn = H(a);
 89     
 90     if (dep < mn)
 91         return ;
 92     
 93     if (dep == 0) {
 94         if (mn == 0) {
 95             flag = true;
 96             v = a[eight[0]];
 97         }
 98         return ;
 99     }
100     
101     int b[24];
102     
103     rep(i, 0, 8) {
104         if (mirror[i] == fa)
105             continue;
106         op[dep] = i;
107         memcpy(b, a, sizeof(b));
108         Rotate(b, i);
109         dfs(b, dep-1, i);
110         if (flag)    return ;
111     }
112 }
113 
114 void solve() {
115     int mn = H(a);
116     
117     if (mn == 0) {
118         printf("No moves needed\n%d\n", a[eight[0]]);
119         return ;
120     }
121     
122     flag = false;
123     for (int l=mn; ; ++l) {
124         dfs(a, l, -1);
125         if (flag) {
126             per(i, 1, l+1) {
127                 putchar(‘A‘+op[i]);
128             }
129             printf("\n%d\n", v);
130             break;
131         }
132     }
133 }
134 
135 int main() {
136     ios::sync_with_stdio(false);
137     #ifndef ONLINE_JUDGE
138         freopen("data.in", "r", stdin);
139         freopen("data.out", "w", stdout);
140     #endif
141     
142     Init();
143     while (scanf("%d", &a[0])!=EOF && a[0]) {
144         rep(i, 1, 24)
145             scanf("%d", &a[i]);
146         solve();
147     }
148     
149     #ifndef ONLINE_JUDGE
150         printf("time = %d.\n", (int)clock());
151     #endif
152     
153     return 0;
154 }

4. 数据生成器。

/*
2 3 2 2 1 1 3 1 3 2 2 1 2 2 2 3 3 2 3 1 2 2 2 2
2 3 2 1 2 1 1 2 1 2 2 3 2 2 2 2 2 2 1 3 3 2 2 2
1 1 3 1 3 3 1 3 3 3 1 3 2 1 2 2 1 3 3 3 1 3 3 3
1 2 1 1 1 2 1 2 1 3 1 2 1 2 2 1 1 1 1 1 2 1 3 1
3 2 3 3 3 2 3 3 1 2 3 3 3 1 3 1 2 1 3 3 2 3 2 3
2 2 3 2 3 3 2 1 3 2 2 3 1 2 2 2 2 2 1 2 1 2 3 2
3 2 1 1 3 3 3 1 2 3 3 3 2 3 1 3 3 3 3 3 1 1 3 3
3 2 3 3 3 2 2 1 1 3 1 3 3 3 2 3 3 3 1 3 3 3 3 2
1 3 2 1 1 3 1 1 1 3 3 1 1 1 3 3 3 2 1 1 2 1 1 2
1 1 3 3 2 3 1 3 2 3 2 1 3 1 2 2 2 1 1 2 2 2 3 2
0
*/

/*
AABDDHA
2
BFFF
2
BBGGH
3
AGHBH
1
GBGF
3
ABBHHF
2
BCCEC
3
BHA
3
EGG
1
ADHBBH
2
*/

 1 from copy import deepcopy
 2 from random import randint, shuffle
 3 import shutil
 4 import string
 5 
 6 
 7 def GenDataIn():
 8     with open("data.in", "w") as fout:
 9         t = 10
10         bound = 10**5
11         # fout.write("%d\n" % (t))
12         for tt in xrange(t):
13             n1 = randint(10, 15)
14             token = randint(1, 3)
15             L = [token for i in xrange(n1)]
16             op = range(1, 4)
17             op.remove(token)
18             for i in xrange(24-n1):
19                 idx = randint(0, 1)
20                 x = op[idx]
21                 L.append(x)
22             shuffle(L)
23             fout.write(" ".join(map(str, L)) + "\n")
24         fout.write("0\n")    
25             
26 def MovDataIn():
27     desFileName = "F:\eclipse_prj\workspace\hdoj\data.in"
28     shutil.copyfile("data.in", desFileName)
29 
30     
31 if __name__ == "__main__":
32     GenDataIn()
33     MovDataIn()