题目大意:有一个4*4的方格,每个方格中放一粒棋子,这个棋子一面是白色,一面是黑色。游戏规则为每次任选16颗中的一颗,把选中的这颗以及它四周的棋子一并反过来,当所有的棋子都是同一个颜色朝上时,游戏就完成了。现在给定一个初始状态,要求输出能够完成游戏所需翻转的最小次数,如果初始状态已经达到要求输出0。如果不可能完成游戏,输出Impossible。
主要思想:
1.如果用一个4*4的数组存储每一种状态,不但存储空间很大,而且在穷举状态时也不方便记录。因为每一颗棋子都只有两种状态,所以可以用二进制0和1表示每一个棋子的状态,则棋盘的状态就可以用一个16位的整数唯一标识。而翻转的操作也可以通过通过位操作来完成。显然当棋盘状态id为0(全白)或65535(全黑)时,游戏结束。
2.对于棋盘的每一个状态,都有十六种操作,首先要判断这十六种操作之后是否有完成的情况,如果没有,则再对这十六种操作的结果分别再进行上述操作,显然这里就要用到队列来存储了。而且在翻转的过程中有可能会回到之前的某种状态,而这种重复的状态是不应该再次入队的,所以维护Vis[i]数组来判断id==i的状态之前是否已经出现过,如果不是才将其入队。如果游戏无法完成,状态必定会形成循环,由于重复状态不会再次入队,所以最后的队列一定会是空队列。
3.由于0^1=1,1^1=0,所以翻转的操作可以通过异或操作来完成,而翻转的位置可以通过移位来确定
#include#include #include using namespace std;#define Max 65535int queue[Max*2]; //BFS算法中的队列int step[Max]; //记录是翻第几次int vis[Max]; //记录是否翻过这种状态int tab=0; //记录是否能翻成功void bfs(int s){ int head=0,rear=0; step[s]=0; if(s==0||s==Max){ printf("%d\n",0); tab=1; return; } queue[rear++]=s; vis[s]=1; while(head >color; id<<=1; if(color=='b') id+=1; //计算当前状态 } bfs(id); if(tab==0) printf("Impossible"); return 0;}