孤岛营救问题 (30 分)

简介: 孤岛营救问题 (30 分)

1944 年,特种兵麦克接到国防部的命令,要求立即赶赴太平洋上的一个孤岛,营救被敌军俘虏的大兵瑞恩。瑞恩被关押在一个迷宫里,迷宫地形复杂,但幸好麦克得到了迷宫的地形图。迷宫的外形是一个长方形, 其南北方向被划分为 n 行,东西方向被划分为 m 列,于是整个迷宫被划分为 n×m 个单元。每一个单元的位置可用一个有序数对 (单元的行号, 单元的列号) 来表示。南北或东西方向相邻的 2 个单元之间可能互通,也可能有一扇锁着的门,或者是一堵不可逾越的墙。迷宫中有一些单元存放着钥匙,并且所有的门被分成 p 类, 打开同一类的门的钥匙相同,不同类门的钥匙不同。


大兵瑞恩被关押在迷宫的东南角,即 (n,m) 单元里,并已经昏迷。迷宫只有一个入口, 在西北角。也就是说,麦克可以直接进入 (1,1) 单元。另外,麦克从一个单元移动到另一个 相邻单元的时间为 1,拿取所在单元的钥匙的时间以及用钥匙开门的时间可忽略不计。


试设计一个算法,帮助麦克以最快的方式到达瑞恩所在单元,营救大兵瑞恩。


输入格式:


第一行有三个整数,分别表示n,m,p的值。


第二行是一个整数k,表示迷宫中门和墙的总数。


第 i+2 行 (1≤i≤k),有 5 个整数, 依次为 xi1,yi1,xi2,yi2,gi :当 gi≥1 时,表示 (xi1,yi1) 单元 与 (xi2,yi2) 单元之间有一扇第 gi 类的门,当 gi=0 时, 表 示 (xi1,yi1) 单元与 (xi2,yi2) 单元之间有一堵不可逾越的墙。


第 k+3 行是一个整数 s,表示迷宫中存放的钥匙总数。


第 k+3+j 行 (1≤j≤s) ,有 3 个整数,依次为 xi1,yi1,qi,表示第 j 把钥匙存放在 (xi1,yi1) 单元里,并且第 j 把钥匙是用来开启第 qi 类门。


输入数据中同一行各相邻整数之间用一个空格分隔。


数据保证有


∣xi1−xi2∣+∣yi1−yi2∣=1,0≤gi≤p


1≤qi≤p


n,m,p≤10,k<150


输出格式:


输出麦克营救到大兵瑞恩的最短时间。如果问题无解,则输出 −1。


输入样例:


在这里给出一组输入。例如:


4 4 9
9
1 2 1 3 2
1 2 2 2 0
2 1 2 2 0
2 1 3 1 0
2 3 3 3 0
2 4 3 4 1
3 2 3 3 0
3 3 4 3 0
4 3 4 4 0
2
2 1 2
4 2 1


输出样例:


在这里给出相应的输出。例如:


14


这边使用c++轻松解决,下面是代码


#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <queue>
const int N=12;
const int dx[]={1,-1,0,0},dy[]={0,0,1,-1};
int n,m,e[N][N][N][N],cnt[N][N],key[N][N][N];
bool vis[N][N][1<<14];
struct node {
    int x,y,k,d;
    node() {x=y=k=d=0;}
    node(int _x,int _y,int _k,int _d) {
        x=_x,y=_y,k=_k,d=_d;
    }
};
int getkey(int x,int y) {
    int ans=0;
    for(int i=1;i<=cnt[x][y];++i) ans|=(1<<(key[x][y][i]-1));
    return ans;
}
int bfs(int sx,int sy) {
    std::queue<node> q;
    int sk=getkey(sx,sy);
    q.push(node(sx,sy,sk,0)),vis[sx][sy][sk]=1;
    while(!q.empty()) {
        node u=q.front(); q.pop();
        if(u.x==n&&u.y==m) return u.d;
        int ux=u.x,uy=u.y;
        for(int i=0;i<4;++i) {
            int vx=ux+dx[i],vy=uy+dy[i],opt=e[ux][uy][vx][vy];
            if(vx<1||vx>n||vy<1||vy>m||opt<0||(opt&&!(u.k&(1<<(opt-1))))) continue;
            int nxt=u.k|getkey(vx,vy);
            if(vis[vx][vy][nxt]) continue;
            q.push(node(vx,vy,nxt,u.d+1)),vis[vx][vy][nxt]=1;
        }
    }
    return -1;
}
int main() {
    int k,s;
    scanf("%d%d%*d",&n,&m);
    for(scanf("%d",&k);k--;) {
        int x1,y1,x2,y2,g;
        scanf("%d%d%d%d%d",&x1,&y1,&x2,&y2,&g);
        if(g) e[x1][y1][x2][y2]=e[x2][y2][x1][y1]=g;
        else e[x1][y1][x2][y2]=e[x2][y2][x1][y1]=-1;
    }
    for(scanf("%d",&s);s--;) {
        int x,y,q;
        scanf("%d%d%d",&x,&y,&q);
        key[x][y][++cnt[x][y]]=q;
    }
    printf("%d\n",bfs(1,1));
    return 0;
}
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