题目:穿越雷区
X星的坦克战车很奇怪,它必须交替地穿越正能量辐射区和负能量辐射区才能保持正常运转,否则将报废。
某坦克需要从A区到B区去(A,B区本身是安全区,没有正能量或负能量特征),怎样走才能路径最短?
已知的地图是一个方阵,上面用字母标出了A,B区,其它区都标了正号或负号分别表示正负能量辐射区。
例如:
A + - + -
- + - - +
- + + + -
+ - + - +
B + - + -
坦克车只能水平或垂直方向上移动到相邻的区。
数据格式要求:
输入第一行是一个整数n,表示方阵的大小, 4<=n<100
接下来是n行,每行有n个数据,可能是A,B,+,-中的某一个,中间用空格分开。
A,B都只出现一次。
要求输出一个整数,表示坦克从A区到B区的最少移动步数。
如果没有方案,则输出-1
例如:
用户输入:
5
A + - + -
- + - - +
- + + + -
+ - + - +
B + - + -
则程序应该输出:
10
资源约定:
峰值内存消耗(含虚拟机) < 512M
CPU消耗 < 2000ms
请严格按要求输出,不要画蛇添足地打印类似:“请您输入…” 的多余内容。
所有代码放在同一个源文件中,调试通过后,拷贝提交该源码。
答案:
import java.util.Scanner;
public class Main {
// 代表四个方向
private static final int[][] dir = { { 0, 1 }, { 0, -1 }, { -1, 0 }, { 1, 0 } };
private static int minVal = Integer.MAX_VALUE;
private static int count = 0;
private static char[][] modelArr = null;// 作为模板,回溯还原格局用 ,矩阵式还原对象
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
// 读取输入的第一行 , 矩阵的边长
int line = Integer.parseInt(scanner.nextLine());
int x = 0, y = 0;
// 初始化还原模板
modelArr = new char[line][line];
// 初始化接受矩阵的二维数组
char[][] newArr = new char[line][line];
// for循环,一行一行地读取数组的每一个元素
for (int i = 0; i < line; i++) {
// 将一行的输入转换为一个char数组
char[] chArr = scanner.nextLine().toCharArray();
// 对这个char数组进行for循环赋值,将数组的每一个元素放进还原数组、接受数组中,加2,是因为有空格
for (int j = 0; j < chArr.length; j += 2) {
int idx = j / 2;
char ch = chArr[j];
modelArr[i][idx] = newArr[i][idx] = ch;
// 记录起点的位置
if (ch == 'A') {
// System.out.println(i);
x = i; //A所在的行
y = idx; //A所在的列
}
}
}
System.out.println("-------");
for(int i = 0; i < line; i++)
{
for(int j = 0; j < line; j++)
{
System.out.print(newArr[i][j]);
}
System.out.println();
}
System.out.println("-------");
// System.out.println(x+","+y);
// print(newArr);
long t = System.currentTimeMillis();
// (雷区的二维数组,A所在的行,A所在的列)
dfs(newArr, x, y);
System.out.println(minVal);
// System.out.println("耗时:" + (System.currentTimeMillis() - t));
}
/**
* 深搜+回溯
*
* @param localArr 雷区的二维数组
* @param x 起始位置x;A所在的行
* @param y 起始位置y;A所在的列
*/
private static void dfs(char[][] localArr, int x, int y) {
// 利用for循环,遍历四个方向
for (int i = 0; i < dir.length; i++) {
// offsetX、offsetY 是下一步的坐标
int offsetX = x + dir[i][0];
int offsetY = y + dir[i][1];
// 不能走,有三种情况:一:越界;二:不符合规则;三:已经走过的地方。
// 走之前,先判断是否越界;
// 判断越界,如果越界,走另一个方向
if (offsetX >= 0 && offsetX < localArr[0].length && offsetY >= 0 && offsetY < localArr.length) {
// 下一步,不越界;先判断当前位置是否已经是终点;如果不是终点,就再判断能不能走,走了符不符合规则
if (localArr[x][y] == 'B') {
// 当前位置已经是终点了
if (count < minVal)
{
// 已走的步数 小于 最小的步数,就把当前已走的步数赋值给minVal
minVal = count;
}
// print(localArr);
// 当前已走的步数-1,准备回退一步;然后return
count--;
return;
}
// 现在可知下一步不越界,判断下一步的走法,符不符合规则
if (canWalk(localArr, x, y, offsetX, offsetY)) {
// System.out.println("$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$");
// print(localArr);
// 下一步可以走;
// 先把当前的位置置为0;
localArr[x][y] = '0';// 访问过的就标记为0
// 已走步数+1
count++;
// 利用递归,去走下一步
dfs(localArr, offsetX, offsetY);
// 当下一层的递归返回后(就是回退了一步),modelArr存的是完整的矩阵;所谓的还原指的是一个元素对应一个元素的还原,
// 还原的是一个元素(就是刚刚在本层递归中,置为'0'的那一个元素);
localArr[x][y] = modelArr[x][y];// 回溯还原,写在这里就显得很重要,每返回就还原
// System.out.println("++++++++++++++++++++++++++");
// print(localArr);
}
}
}
// 这里的当前已走步数-1就是 当前的这个位置的所有方向都走完了,我需要回退到上一层递归;回退一步
count--;
}
/**
* 打印数组,测试用
*
* @param localArr
*/
private static void print(char[][] localArr) {
for (int i = 0; i < localArr.length; i++) {
for (int j = 0; j < localArr[i].length; j++) {
System.out.print(localArr[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
System.out.println();
}
/**
* 判断是否下一个方向可走
*
* @param newArr
* @param x1
* 现在的位置
* @param y1
* @param x2
* 下个方向
* @param y2
* @return
*/
private static boolean canWalk(char[][] newArr, int x1, int y1, int x2, int y2) {
// newArr[x2][y2] != '0' 是为了判断下一步不是之前已经走过的地方
// newArr[x1][y1] != newArr[x2][y2] 是为了判断下一步的走法是否符合规则;正负交替走
return (newArr[x1][y1] != newArr[x2][y2]) && (newArr[x2][y2] != '0');
}
}
心得:
先将矩阵读进数组中
A + - + -
在9个字符中做5次循环
A + - + - + -
13个字符中做7次循环
for (int j = 0; j < chArr.length; j += 2)
int idx = j / 2;//除以2,是为了存进数组中
本题要注意的点:
①for (int j = 0; j < chArr.length; j += 2) 将数据放入二维数组中 记录起点的位置
②不能走,有三种情况:一:越界;二:不符合规则;三:已经走过的地方。 走之前,先判断是否越界;如果越界,走另一个方向 。下一步,不越界;先判断当前位置是否已经是终点;如果不是终点,就再判断能不能走,走了符不符合规则。
③ 当下一层的递归返回后(就是回退了一步),modelArr存的是完整的矩阵;所谓的还原指的是一个元素对应一个元素的还原,还原的是一个元素(就是刚刚在本层递归中,置为’0’的那一个元素);
④当前的这个位置的所有方向都走完了,我需要回退到上一层递归;回退一步。需要当前已走步数-1。
⑤走到最后一步的时候,需要比较已走的步数 、 最小的步数,看看是否要更新最小步数;然后当前已走的步数-1,准备回退一步;然后return。
深度优先搜索属于图算法的一种,英文缩写为DFS即Depth First Search.其过程简要来说是对每一个可能的分支路径深入到不能再深入为止,而且每个节点只能访问一次。