兰顿蚂蚁

Posted 2020-10-28 hui666

兰顿蚂蚁，是于1986年，由克里斯·兰顿提出来的，属于细胞自动机的一种。

　　平面上的正方形格子被填上黑色或白色。在其中一格正方形内有一只“蚂蚁”。
　　蚂蚁的头部朝向为：上下左右其中一方。

　　蚂蚁的移动规则十分简单：
　　若蚂蚁在黑格，右转90度，将该格改为白格，并向前移一格；
　　若蚂蚁在白格，左转90度，将该格改为黑格，并向前移一格。

　　规则虽然简单，蚂蚁的行为却十分复杂。刚刚开始时留下的路线都会有接近对称，像是会重复，但不论起始状态如何，蚂蚁经过漫长的混乱活动后，会开辟出一条规则的“高速公路”。

　　蚂蚁的路线是很难事先预测的。

　　你的任务是根据初始状态，用计算机模拟兰顿蚂蚁在第n步行走后所处的位置。

输入格式

　　输入数据的第一行是 m n 两个整数（3 < m, n < 100），表示正方形格子的行数和列数。
　　接下来是 m 行数据。
　　每行数据为 n 个被空格分开的数字。0 表示白格，1 表示黑格。

　　接下来是一行数据：x y s k, 其中x y为整数，表示蚂蚁所在行号和列号（行号从上到下增长，列号从左到右增长，都是从0开始编号）。s 是一个大写字母，表示蚂蚁头的朝向，我们约定：上下左右分别用：UDLR表示。k 表示蚂蚁走的步数。

输出格式

　　输出数据为两个空格分开的整数 p q, 分别表示蚂蚁在k步后，所处格子的行号和列号。

样例输入

5 6
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
2 3 L 5

样例输出

1 3

样例输入

3 3
0 0 0
1 1 1
1 1 1
1 1 U 6

样例输出

0 0

---

解题要素：

1、方格用字符型数组表示

2、将上下左右四个方向转化成数字代号，上左下右分别用dir = 0，1，2，3表示，方便用数学运算表示左转和右转，左转时 dir = (dir + 4 + 1) % 4; 右转时dir = (dir + 4 - 1) % 4; 

解题步骤：

1、初始化数组

2、输入蚂蚁位置和方向

将方向转化成数字表示

根据位置颜色和方向，更新其运动方向

根据运动方向更新其位置

直到走的步数完成

#include<iostream>
using namespace std;
char a[100][100];
void walk(int &x, int &y, int dir)
{
    switch(dir)
    {
        case 0:
            x--; break;
        case 1:
            y--; break;
        case 2:
            x++; break;
        case 3:
            y++; break;
    }
}
int main()
{
    int m, n;
    int x, y, k;
    char s;
    while(cin >> m >> n)
    {
        for(int i = 0; i < m; i++)
        {
            for(int j = 0; j < n; j++)
               cin >> a[i][j];
        }
        cin >> x >> y >> s >> k;
        int dir;
        switch(s)
        {
            case ‘U‘:
                dir = 0; break;
            case ‘L‘:
                dir = 1; break;
            case ‘D‘:
                dir = 2; break;
            case ‘R‘: dir =3; break;
        }
        while(k--)
        {
            if(a[x][y] == ‘0‘)
            {
                dir = (dir + 4 + 1) % 4;
                a[x][y] = ‘1‘;
            }
            else
            {
                dir = (dir + 4 - 1) % 4;
                a[x][y] = ‘0‘;
            }
            walk(x, y, dir);
        }
        cout << x << " " << y << endl;
    }
}