История
Индиана Джонс исследовала пещеру, где находится драгоценное сокровище. Внезапно произошло землетрясение.
Когда землетрясение закончилось, он заметил, что некоторые камни, упавшие с потолка, преградили ему путь к сокровищам. Он также заметил, что может толкнуть камень, но поскольку камни были очень тяжелыми, он не мог толкнуть два последовательных камня .
Ваша цель - помочь Индиане Джонсу получить сокровище. Поскольку толкнуть даже один камень очень сложно, количество толчков очень важно.
проблема
Найдите лучший способ (где Индиана Джонс толкает камни как можно меньше), чтобы найти сокровище.
Карта (вход)
Отображение является m
путем n
(как больше , чем 1) матрицы , которая может содержать пять видов ячейки:
0
что означает пустую клетку,1
что означает стену,2
в которой находится Индиана Джонс (существует только одна),3
в котором находится сокровище (существует только одно),- и
4
, что означает камень.
В первом ряду карты размер карты указан примерно так же 4 6
, а во втором ряду до последнего ряда карты структура пещеры определена примерно так.
110131
104040
100101
200000
Следовательно, полная карта:
4 6
110131
104040
100101
200000
что значит
Карта дается с помощью стандартного ввода, файла (вы можете указать имя файла) или массива в коде, который содержит только вышеуказанную информацию.
Выход
Минимальное количество Индиана Джонс должен подтолкнуть. Если такого способа нет, выведите X
.
В приведенном выше случае он может толкнуть камень влево вверх, затем он может толкнуть камень вправо вправо, чтобы получить сокровище. Поэтому выход в этом случае есть 2
.
Тем не мение. в этом случае :
4 6
111131
104040
100101
200000
(смотрите ниже) он не может толкнуть правый камень, потому что он уничтожит сокровище. Кроме того, нажатие на левый камень вправо ничего не меняет. Поэтому на выходе есть X
.
правила
- Он может двигаться только в четырех направлениях: вверх, вниз, влево и вправо.
- Он не может толкнуть два последовательных камня .
- Он не может тянуть любой камень, и он может толкать камень только в одном направлении («вперед»).
- Он не может пройти сквозь стены. Только места, куда он может пойти, - это пустые клетки и ячейка с сокровищами.
- Камень нельзя положить на клад. Это уничтожит сокровище. :(
- Он не может выйти за пределы карты.
цели
Программа, которая может обрабатывать большинство карт (предоставленных в разделе «Пример» + другие) в разумные сроки (в частности, 10 секунд) и выдает правильный ответ.
Здесь «другие» означает пример входных данных, представленных в ответах. Это означает, что вы должны создать умный алгоритм, чтобы другие программы не могли решать карты, которые может решить ваша программа, а карты, решаемые другими программами, могут быть решены вашей программой. Однако размещение решений в коде не будет считаться действительным.
Заметка
Первоначально это был среднесрочный проект класса ИИ, который я слушал, только одно отличалось: было сказано, что было только два камня.
Было сказано, что эта проблема является NP, но также было сказано, что хороший эвристический алгоритм может решить проблему довольно эффективно. Я использовал некоторые идеи и эвристики для эффективного решения проблемы, и мой код мог очень быстро найти все решения примеров (менее чем за секунду).
Однако, когда было более двух камней, в некоторых случаях код не мог найти ответ в разумные сроки. У меня были некоторые идеи, но некоторые из них были «неправильными», и я не мог выразить другие идеи в коде. Я хотел посмотреть, какие умные алгоритмы существуют для решения этой проблемы, поэтому я написал это.
Поскольку я уже завершил проект (кстати, изображения не мои - я их погуглил), вам не нужно об этом беспокоиться.
Примеры
Примеры можно увидеть здесь. Вы также можете посмотреть примеры и проверить свои результаты здесь (это должно работать в современных браузерах). Вы можете получить карту в формате, описанном выше, набрав whatisthis()
в консоли JS.
http://bit.sparcs.org/~differ/sokoban/#0 ~ http://bit.sparcs.org/~differ/sokoban/#19 содержит примеры, которые изначально были предоставлены классом.
Результат
Извините, я опоздал .. довольно много на самом деле. : P (Мне было лень забивать. Извините.)
Ниже приведен результат. (X: неправильно, O: правильно,?: Занимает не менее 10 секунд, остановлено)
Map#: 0 1 2 3 4 5 12 15 19 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
Ruby: X O O ? O O O X ? ? O ? ? ? ? ?
Java: O O X O X X O O ? ? O O O X O O
(Java 19: 25 секунд, результат был правильным.) (Я использовал ruby 1.9.3 и javac 1.7.0_13)
Кажется, что алгоритм Java действительно был лучше. (Кстати, я подумал о похожем методе, но понял, что существуют карты, подобные тестовой карте 5).
источник
Ответы:
Java - немного умнее / быстрее
Там немного кода. Я пытаюсь быть быстрее, оценивая толчки в порядке «какова вероятность того, что это освободит путь к сокровищам», который сам основан на двух обходах Дейкстры (один останавливается при встрече с камнями, другой игнорирует камни). Он работает довольно хорошо, и один пример из pastebin, который кажется проблематичным для автора, решается примерно за 2 секунды этой реализацией. Некоторые другие примеры занимают до 30-40 секунд, что я все еще нахожу слишком длинным, но я не мог найти способ улучшить это, не ломая вещи :)
Я разбил свои вещи на несколько файлов, чтобы получить лучшую структуру (а также почему я перешел на Java с ruby):
Входная точка:
Направление помощник enum:
Абстрактный класс для представления локализованной части «лабиринта»:
И, наконец, сам лабиринт:
источник
Рубин - Огромный и раскрашенный
Несколько наивная реализация, которая грубой силой пробирается через лабиринт. Это не супер быстро в некоторых (не очень) странных случаях. Это можно улучшить, найдя лучшую эвристику, чем просто «если она ближе к сокровищу, мы сначала захотим ее исследовать», но общие идеи есть.
Это также покажет вам, как Индиана заполучила сокровища, если сможет, это бонус.
Редактировать: Я думаю о способах значительно улучшить производительность этого в неочевидных ситуациях (где это в настоящее время сосет зеленые яйца), отбрасывая простую оценку движения (например, заботиться только о том, когда инди толкает камни и / или добирается до сокровища). Я, вероятно, обновлю код позже, когда у меня будет время для реализации.
источник
C ++ 14 из 16
Алгоритм неэффективен и требует много памяти. Кроме того, я не мог позволить себе время, чтобы привести его в порядок, но у меня будет время, когда у меня будет больше времени;) Интересно то, что мой алгоритм дает сбой на тех же тестовых картах, что и спрашивающий. На моей древней записной книжке процесс начинается подмена карт Т4 и Т6. Карта 3 занимает довольно много времени, но решается вовремя. Все остальные решаются практически мгновенно. Поэтому мне придется выяснить, как решить T4 и T6 и попробовать алгоритм на машине с большим объемом памяти. В конце концов я могу решить T4 и T6 там. Я буду держать пост в курсе ...
Ниже приведен результат. (X: неправильно, O: правильно,?: Занимает не менее 10 секунд, остановлено)
Поскольку исходный код довольно длинный и не очень приятный для чтения ... В основном он просто ищет все камни, которые могут быть найдены Индианой Джонсом. Для камней, которые могут быть достигнуты, он хранит информацию о том, в каких направлениях он может быть перемещен. Итак, список возможных ходов для текущей карты создан. Для каждого из этих возможных ходов создается копия карты и применяется ход. Для вновь созданных карт, алгоритм снова проверит, какие ходы можно применить ... Это делается до тех пор, пока не будут выполнены никакие дальнейшие ходы или пока не найден путь к сундуку с сокровищами. Поскольку алгоритм сначала пробует все ходы, для достижения которых требуется только одно движение, затем все, что занимает два, и так далее ... первый найденный путь также автоматически становится самым коротким. Для предотвращения зацикливания алгоритм запоминает для каждой карты, какие движения можно применить. Если создается другая карта, которая приводит к списку ходов, которые уже были найдены ранее, они автоматически отбрасываются, поскольку они уже обрабатываются. К сожалению, невозможно выполнить каждое движение только один раз, поскольку могут быть карты, требующие перемещения камня по одному и тому же полю несколько раз. В противном случае я мог бы сэкономить много памяти. Кроме того, для своевременного решения таких карт, как карта 3, алгоритм игнорирует все камни, которые можно обойти ... Так что на карте 3 камень в середине нигде не будет перемещаться, но только до тех пор, пока вокруг него не останется больше стен. Код может быть скомпилирован с g ++ --std = c ++ 0x с g ++ версии 4.4.3 или новее. Невозможно выполнить каждое движение только один раз, поскольку могут быть карты, требующие перемещения камня по одному и тому же полю несколько раз. В противном случае я мог бы сэкономить много памяти. Кроме того, для своевременного решения таких карт, как карта 3, алгоритм игнорирует все камни, которые можно обойти ... Так что на карте 3 камень в середине нигде не будет перемещаться, но только до тех пор, пока вокруг него не останется больше стен. Код может быть скомпилирован с g ++ --std = c ++ 0x с g ++ версии 4.4.3 или новее. Невозможно выполнить каждое движение только один раз, поскольку могут быть карты, требующие перемещения камня по одному и тому же полю несколько раз. В противном случае я мог бы сэкономить много памяти. Кроме того, для своевременного решения таких карт, как карта 3, алгоритм игнорирует все камни, которые можно обойти ... Так что на карте 3 камень в середине нигде не будет перемещаться, но только до тех пор, пока вокруг него не останется больше стен. Код может быть скомпилирован с g ++ --std = c ++ 0x с g ++ версии 4.4.3 или новее. но только до тех пор, пока вокруг него больше не будет стен. Код может быть скомпилирован с g ++ --std = c ++ 0x с g ++ версии 4.4.3 или новее. но только до тех пор, пока вокруг него больше не будет стен. Код может быть скомпилирован с g ++ --std = c ++ 0x с g ++ версии 4.4.3 или новее.
Редактировать: программа берет свой ввод из стандартного ввода и игнорирует первую строку, содержащую размер карты. Он проверяет, используются ли на карте только разрешенные символы, но не проверяет, что есть только одна Индиана Джонс и один сундук с сокровищами. Таким образом, можно разместить более одного, и на стандартный вывод выводится наименьшее количество ходов, необходимых для достижения одного из сундуков. Любые недопустимые символы на карте будут пропущены, и программа попытается вычислить наименьшее количество ходов для полученной карты. Расчет начнется при закрытии стандартного ввода (в моей системе Ctrl + D).
источник