POJ1475(Pushing Boxes)--bbffss

  1 #include <iostream>
  2 #include <cmath>
  3 #include <queue>
  4 #include <cstdio>
  5 #include <string>
  6 #include <algorithm>
  7 #include<functional>
  8 using namespace std;
  9 
 10 struct Position // 位置类型
 11 {
 12     int r;
 13     int c;
 14     bool operator ==(const Position& rhs) const;
 15 };
 16 
 17 bool Position::operator ==(const Position& rhs) const
 18 {
 19     return r == rhs.r && c == rhs.c;
 20 }
 21 
 22 struct Box // 箱子状态
 23 {
 24     Position currPos; // 箱子的当前位置
 25     Position personPos; // 人的位置（人在箱子相邻的某一侧）
 26     string ans; // 箱子和人沿途走过的路径
 27 };
 28 
 29 struct Person // 人的状态
 30 {
 31     Position currPos; // 人的位置
 32     string ans; // 人沿途走过的路径
 33 };
 34 
 35 struct PushingBoxes // 解题类
 36 {
 37 protected:
 38     int m; // 地图行数
 39     int n; // 地图列数
 40     char** arr; // arr[i][j]表示第i行第j列是空地还是障碍物
 41     bool** vis; // vis[i][j]表示在搜索人走向箱子的过程中，(i,j)这个位置是否走到过
 42     bool*** mark; // mark[i][j][k]表示人推箱子的过程中，箱子沿着方向k到达位置(i,j)，这个状态是否搜索过
 43     static Position dirs[4]; // 上下左右方向数组
 44     static char op[4]; // 方向对应的字符串，上北下南左西右东
 45     void GetMemory(); // 动态分配内存
 46     void ReleaseMemory(); // 动态释放内存
 47     bool InFreeSpace(const Position& pos) const; // 判断参数所表示的位置是否是可以到达的无障碍的位置
 48     bool BfsFromPersonToPos(const Position& personPos, const Position& boxPos, const Position& pos, string& path); // 搜索人朝位置pos移动的过程
 49     bool BfsFromBoxToTarget(const Position& personPos, const Position& boxPos, const Position& target, string& path); // 搜索箱子朝目标位置移动的过程
 50 public:
 51     void Solve();
 52 };
 53 
 54 Position PushingBoxes::dirs[4] = { -1,0,1,0,0,-1,0,1 };//注意题目要求的是n、s、w、e的顺序
 55 char PushingBoxes::op[4] = { ‘n‘,‘s‘,‘w‘,‘e‘ };//注意题目要求的是n、s、w、e的顺序
 56 
 57 void PushingBoxes::GetMemory()
 58 {
 59     arr = new char*[m];
 60     for (int i = 0; i < m; i++)
 61     {
 62         arr[i] = new char[n];
 63     }
 64     vis = new bool*[m];
 65     for (int i = 0; i < m; i++)
 66     {
 67         vis[i] = new bool[n];
 68     }
 69     mark = new bool**[m];
 70     for (int i = 0; i < m; i++)
 71     {
 72         mark[i] = new bool*[n];
 73         for (int j = 0; j < n; j++)
 74         {
 75             mark[i][j] = new bool[4];
 76         }
 77     } 
 78 }
 79 
 80 void PushingBoxes::ReleaseMemory()
 81 {
 82     for (int i = 0; i < m; i++)
 83     {
 84         for (int j = 0; j < n; j++)
 85         {
 86             delete[] mark[i][j];
 87         }
 88         delete[] mark[i];
 89     }
 90     delete[] mark;
 91 
 92     for (int i = 0; i < m; i++)
 93     {
 94         delete[] vis[i];
 95     }
 96     delete[] vis;
 97 
 98     for (int i = 0; i < m; i++)
 99     {
100         delete[] arr[i];
101     }
102     delete[] arr;
103 }
104 
105 bool PushingBoxes::InFreeSpace(const Position& pos) const
106 {
107     if (pos.r >= 0 && pos.r < m && pos.c >= 0 && pos.c < n)
108     {
109         if (arr[pos.r][pos.c] != ‘#‘)
110         {
111             return true;
112         }
113     }
114     return false;
115 }
116 
117 // 搜索人朝位置pos移动的过程
118 bool PushingBoxes::BfsFromPersonToPos(const Position& personPos, const Position& boxPos, const Position& pos, string& path)
119 {
120     path = "";
121     if (!InFreeSpace(personPos) || !InFreeSpace(pos))
122     {
123         return false;
124     }
125     queue<Person> q;
126     Person currNode;
127     currNode.currPos = personPos;
128     currNode.ans = "";
129     for (int i = 0; i < m; i++)
130     {
131         fill(vis[i], vis[i] + n, false);
132     }
133     vis[boxPos.r][boxPos.c] = true; // 人不能和箱子重合，避免人走到箱子的位置
134     vis[currNode.currPos.r][currNode.currPos.c] = true;
135     q.push(currNode);
136     while (!q.empty())
137     {
138         currNode = q.front();
139         q.pop();
140         if (currNode.currPos == pos)
141         {
142             path = currNode.ans;
143             return true;
144         }
145         for (int i = 0; i < 4; i++)
146         {
147             Person nextNode;
148             nextNode.currPos.r = currNode.currPos.r + dirs[i].r;
149             nextNode.currPos.c = currNode.currPos.c + dirs[i].c;
150             nextNode.ans = currNode.ans + op[i];
151             if (InFreeSpace(nextNode.currPos) && !vis[nextNode.currPos.r][nextNode.currPos.c])
152             {
153                 vis[nextNode.currPos.r][nextNode.currPos.c] = true;
154                 q.push(nextNode);
155             }
156         }
157     }
158     return false;
159 }
160 
161 // 搜索箱子朝目标位置移动的过程
162 bool PushingBoxes::BfsFromBoxToTarget(const Position& personPos, const Position& boxPos, const Position& target, string& path)
163 {
164     path = "";
165     if (!InFreeSpace(personPos) || !InFreeSpace(target))
166     {
167         return false;
168     }
169     for (int i = 0; i < m; i++)
170     {
171         for (int j = 0; j < n; j++)
172         {
173             fill(mark[i][j], mark[i][j] + 4, false);
174         }
175     }
176     Box currNode;
177     currNode.currPos = boxPos;
178     currNode.personPos = personPos;
179     currNode.ans = "";
180     queue<Box> q;
181     q.push(currNode);
182     while (!q.empty())
183     {
184         currNode = q.front();
185         q.pop();
186         if (currNode.currPos == target)
187         {
188             path = currNode.ans;
189             return true;
190         }
191         for (int i = 0; i < 4; i++) //盒子周围的四个方向
192         {
193             Box nextNode; // 计算下一个新位置
194             nextNode.currPos.r = currNode.currPos.r + dirs[i].r;
195             nextNode.currPos.c = currNode.currPos.c + dirs[i].c;
196             if (InFreeSpace(nextNode.currPos) && !mark[nextNode.currPos.r][nextNode.currPos.c][i])
197             {
198                 Position pos; // 人应该在反方向的位置
199                 pos.r = currNode.currPos.r - dirs[i].r;
200                 pos.c = currNode.currPos.c - dirs[i].c;
201                 if (BfsFromPersonToPos(currNode.personPos, currNode.currPos, pos, path)) // 如果人能到达反方向的位置
202                 {
203                     nextNode.ans = currNode.ans + path + (char)(op[i] - ‘a‘ + ‘A‘);
204                     nextNode.personPos = currNode.currPos;
205                     mark[nextNode.currPos.r][nextNode.currPos.c][i] = true;
206                     q.push(nextNode);
207                 }
208             }
209         }
210     }
211     return false;
212 }
213 
214 void PushingBoxes::Solve()
215 {
216     int k = 0;
217     scanf("%d %d", &m, &n);
218     while (m > 0 && n > 0)
219     {
220         GetMemory();
221         Box box;
222         Person person;
223         Position target;
224         for (int i = 0; i < m; i++)
225         {
226             for (int j = 0; j < n; j++)
227             {
228                 scanf(" %c", &arr[i][j]);
229                 if (arr[i][j] == ‘S‘)
230                 {
231                     person.currPos.r = i;
232                     person.currPos.c = j;
233                 }
234                 if (arr[i][j] == ‘T‘)
235                 {
236                     target.r = i;
237                     target.c = j;
238                 }
239                 if (arr[i][j] == ‘B‘)
240                 {
241                     box.currPos.r = i;
242                     box.currPos.c = j;
243                 }
244             }
245         }
246         string path;
247         bool flag = BfsFromBoxToTarget(person.currPos, box.currPos, target, path);
248         printf("Maze #%d\n", ++k);
249         if (flag)
250         {
251             printf("%s\n\n", path.c_str());
252         }
253         else
254         {
255             printf("Impossible.\n\n");
256         }
257         ReleaseMemory();
258         scanf("%d %d", &m, &n);
259     }
260 }
261 
262 int main()
263 {
264     PushingBoxes obj;
265     obj.Solve();
266     return 0;
267 }