POJ 2312 Battle City 优先队列+BFS

相信坦克大战大家都玩过吧,本题就是根据这个游戏设计的。坦克要从起点(Y),到目的地(T),坦克不能通过钢墙(S),河(R),可以在空地在行走(E),射击破坏砖墙(B),射击砖墙时不行走且花费一个单位的时间,在空地上行走时也花费一个单位的时间。求坦克从起点到目的地最少花多少时间,不可达输出-1; 很好的一道搜索题。因为考虑到通过砖墙时和空地所花的时间不同,所以不能使用一般的BFS广搜来做。用DFS深搜,你会发现时间复杂非常高,必然会超时(最大是300*300的图)。本题可以使用改进过的广搜或优先队列+bfs 或 记忆化广搜三种方法来解决。

第一种方法:改进过的BFS:

有些节点需要耗费2个单位时间,要想用BFS就得改一下,由于BFS每次只能操作一步,要不就是扩展,要不就是破坏砖墙。所以只需检查该点是不是’B’,是的话就得停一步,不是的话,继续扩展,也就是说某些点的扩展慢了一拍,所以从队列里出来的点就判断一下再看执行哪个操作。

从这道题,我也对bfs有了更深的理解,“bfs之所以能最快找到最优解,就是因为它每次操作一步(这里的操作一步,很灵活,例如题目中的破坏砖墙),而while()里面的语句就是一次操作了!”

/*这道题中B点需要操作两步,所以遇到B点后不能+2后直接压进队列,需要在原地停一下,不能扩展到其他点,相当于他只能扩展到自身,所以就把自身压进队列里map[x][y]=’E’是因为破坏砖墙一次就够了,不然下次,,还是’B’,不断压进队列,不断在原地停留平常一般是考虑“入队列” 的点,这次要考虑“出队列” 的点是否满足条件!*/#include "iostream"#include "queue"using namespace std;char map[301][301];bool visit[301][301];int dir[4][2]={{1,0},{-1,0},{0,1},{0,-1}};int m,n,sx,sy;struct node{int x,y,time;};int bfs(){int i;node you,start,next;queue<node>q;you.x=sx;you.y=sy;you.time=0;q.push(you);visit[sx][sy]=1;while(!q.empty()){start=q.front();q.pop();if(map[start.x][start.y]==’B’) //这一步需要停一停{start.time++;map[start.x][start.y]=’E’;q.push(start);}else{for(i=0;i<4;i++){next.x=start.x+dir[i][0];//搜索下一个点next.y=start.y+dir[i][1];if(next.x<0 || next.y<0 || next.x>=m || next.y>=n || map[next.x][next.y]==’R’ || map[next.x][next.y]==’S’ || visit[next.x][next.y])//判断下一个点是否合法continue;next.time=start.time+1;if(map[next.x][next.y]==’T’) //到达目的地return next.time;visit[next.x][next.y]=1; //标记已经走过的点q.push(next);}}}return -1;}int main(void){int i,j;while(scanf("%d %d",&m,&n)==2){if(m==0 && n==0)break;memset(visit,0,sizeof(visit));//初始化每个节点的状态for(i=0;i<m;i++){getchar();for(j=0;j<n;j++){scanf("%c",&map[i][j]);if(map[i][j]==’Y’)//记录起始点{sx=i;sy=j;}}}printf("%d\n",bfs());}system("pause");return 0;}

第二种方法:优先队列+BFS法 也是用到了广搜的思想,只是在出队时做了处理,利用优先队列让队列中到起点的时间值最小的点先出队。该方法会用到优先队列的STL。

首先需要了解优先队列的使用规则:

优先队列中元素的比较规则默认是按元素的值从大到小排序的,就是说队列中最大的元素总是位于队首,所以出队时,并非按先进先出的原则进行,而是将当前队列中最大的元素出队。这点类似于给队列里的元素进行了从大到小的排序。当然,可以通过重载“<”操作符来重新定义比较规则。

重载“<”操作符的函数可以写在结构体里面,也可以写在结构体外面,写在结构体外面的时候,记得函数的参数要使用引用。。

第一种重载方法:

struct node{int x,y;int step;};priority_queue<node>q;//优先队列中元素的比较规则默认是按元素的值从大到小排序;bool operator<(const node &a,const node &b) //括号里面是const 而且还必须是引用{return a.step>b.step;//从小到大排序。重载小于号。因为默认是从大到小}

第二种重载方法:

struct node{int x,y;int time; //定义一个优先队列friend bool operator<(node a, node b){//从小到大排序采用“>”号;如果要从大到小排序,则采用“<”号return a.time> b.time;//从小到大排序}}; priority_queue<node>q;//优先队列中元素的比较规则默认是按元素的值从大到小排序;

切记:从小到大排序采用“>”号;如果要从大到小排序,则采用“<”号;

/*优先队列的实现就不用局限每次操作一步了,但每次都取最小操作次数的步来走*/#include "iostream"#include "queue"using namespace std;char map[301][301];bool visit[301][301];int dir[4][2]={{1,0},{-1,0},{0,1},{0,-1}};int m,n,sx,sy;struct node{int x,y,time; //定义一个优先队列friend bool operator<(node a, node b){return a.time> b.time;//从小到大排序}};int bfs(){int i;node you,start,next;priority_queue<node>q;you.x=sx;you.y=sy;you.time=0;q.push(you);visit[sx][sy]=1;while(!q.empty()){start=q.top(); //取队头指针与普通队列不同(Q.front)q.pop();for(i=0;i<4;i++){next.x=start.x+dir[i][0];//搜索下一个点next.y=start.y+dir[i][1];if(next.x<0 || next.y<0 || next.x>=m || next.y>=n || map[next.x][next.y]==’R’ || map[next.x][next.y]==’S’ || visit[next.x][next.y])//判断下一个点是否合法continue;if(map[next.x][next.y]==’B’) //注意此处不要马虎next.time=start.time+2;elsenext.time=start.time+1;if(map[next.x][next.y]==’T’) //到达目的地return next.time;visit[next.x][next.y]=1;//标记已经走过的点q.push(next);}}return -1;}int main(void){int i,j;while(scanf("%d %d",&m,&n)==2){if(m==0 && n==0)break;memset(visit,0,sizeof(visit));//初始化每个节点的状态for(i=0;i<m;i++){getchar();for(j=0;j<n;j++){scanf("%c",&map[i][j]);if(map[i][j]==’Y’)//记录起始点{sx=i;sy=j;}}}printf("%d\n",bfs());}system("pause");return 0;}木已成舟便要顺其自然

POJ 2312 Battle City 优先队列+BFS

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