HDU-1180 java 实现 bfs(优先队列实现)

诡异的楼梯

Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others)    Memory Limit: 131072/65536 K (Java/Others)
Total Submission(s): 17193    Accepted Submission(s): 4519

Problem Description

Hogwarts正式开学以后,Harry发现在Hogwarts里,某些楼梯并不是静止不动的，相反,他们每隔一分钟就变动一次方向.
比如下面的例子里,一开始楼梯在竖直方向,一分钟以后它移动到了水平方向,再过一分钟它又回到了竖直方向.Harry发现对他来说很难找到能使得他最快到达目的地的路线,这时Ron(Harry最好的朋友)告诉Harry正好有一个魔法道具可以帮助他寻找这样的路线,而那个魔法道具上的咒语,正是由你纂写的.

 

Input

测试数据有多组，每组的表述如下：
第一行有两个数,M和N,接下来是一个M行N列的地图,'*'表示障碍物,'.'表示走廊,'|'或者'-'表示一个楼梯,并且标明了它在一开始时所处的位置:'|'表示的楼梯在最开始是竖直方向,'-'表示的楼梯在一开始是水平方向.地图中还有一个'S'是起点,'T'是目标,0<=M,N<=20,地图中不会出现两个相连的梯子.Harry每秒只能停留在'.'或'S'和'T'所标记的格子内.

 

Output

只有一行,包含一个数T,表示到达目标的最短时间.
注意:Harry只能每次走到相邻的格子而不能斜走,每移动一次恰好为一分钟,并且Harry登上楼梯并经过楼梯到达对面的整个过程只需要一分钟,Harry从来不在楼梯上停留.并且每次楼梯都恰好在Harry移动完毕以后才改变方向.

 

Sample Input

5 5 **..T **.*. ..|.. .*.*. S....

 

Sample Output

7

思路：首先我们看题目是要求最短时间，那么很显然这个一个BFS。问题是在于，这里有一个楼梯，他自己会变动，这阻隔了我们简单地写出这道题。我们进一步思考：每走一步，楼梯都会变，说明楼梯的状态是跟着人走的。那么有必要把整个路径都写入Node类里吗？没有这个必要。因为我们只要根据时间的奇偶性就可以判断楼梯的状态了。接下来还有一点，因为我们在楼梯前等待的这个过程，是用时间+2，然后直接到对面这样来实现的。这里就出现了时间上的不同。比如说我这个点，往左走是时间+1，往右走是时间+2。可是这几个方向是写在一个for里面的，也就是说他们同时加到了队列里。这里就可以用优先队列优化了，我把时间长的排在后面，不要他跟那个时间+1的放一起。这样可以优化一点时间和空间。

代码：

import java.util.Scanner;   
import java.util.Comparator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.PriorityQueue;
import java.util.Queue;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
public class Main {
       
	static char[][] road;   //我直接把路径分为奇数时间和偶数时间，这样比较清晰
	static char[][] subroad; //当然你也完全可以不这么写，用一个路径也完全可以实现，这个在于你的选择
	static Node start;
	static Node end;
	static Node[] stair;
	static int[][] direct={{0,1},{1,0},{-1,0},{0,-1}}; //第一组是向右，二是向下，三是向上，四是向左
	static boolean[][] isvisited;
	public static void main(String[] args) {
		// TODO 自动生成的方法存根
		try{
        Scanner cin=new Scanner(System.in);
        BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));       
        while(true)
        {   
        	
        	int M=cin.nextInt();
        	int N=cin.nextInt();
        	road=new char[M][N];
        	subroad=new char[M][N];
        	isvisited=new boolean[M][N];
        	int stairnum=0;
        	for(int i=0;i queue=new PriorityQueue(400,cmp);
    	queue.add(start);
    	while(!queue.isEmpty())
    	{
    		Node node=queue.poll();
    		if(node.x==end.x&&node.y==end.y)return node.number;
    		if(node.x<0||node.y<0||node.x>=M||node.y>=N||road[node.x][node.y]=='*'||isvisited[node.x][node.y]==true)continue;
    		isvisited[node.x][node.y]=true;
    		for(int i=0;i<4;i++)
    		{
    			int newrow=node.x+direct[i][0];
    			int newcol=node.y+direct[i][1];
    			if(newrow<0||newrow>=M||newcol<0||newcol>=N||road[newrow][newcol]=='*'||isvisited[newrow][newcol]==true)continue;
    			if(node.number%2==0)     //这里我写的有些冗长，但是意思其实很简单：奇数时间一种操作，偶数时间一种操作
    			{                             //每种方向都分开来写。其实完全可以并在一起，按时间奇偶来区别。这个随你。
    				if(road[newrow][newcol]=='|')
    				{
    					if(i==1){
    					    newrow++;  			
    					}
    					if(i==2){
    						newrow--;   			
    					}
    					if(i==0){
    						newcol++;;
    						Node nn=new Node(newrow,newcol,node.number+2);
    						queue.offer(nn);
    						continue;
    					}
    					if(i==3){
    						newcol--;;
    						Node nn=new Node(newrow,newcol,node.number+2);
    						queue.offer(nn);
    						continue;
    					}
    				}
    				else if(road[newrow][newcol]=='-')
    				{
    					if(i==0){
    						newcol++;
    					}
    					else if(i==3){
    						newcol--;
    					}
    					else if(i==1){
    						newrow++;
    						Node nn=new Node(newrow,newcol,node.number+2);
    						queue.offer(nn);
    						continue;
    					}
    					else if(i==2){
    						newrow--;
    						Node nn=new Node(newrow,newcol,node.number+2);
    						queue.offer(nn);
    						continue;
    					}
    				}
    			}
    			else if(node.number%2==1)
    			{
    				if(subroad[newrow][newcol]=='|')
    				{
    					if(i==1){
    					    newrow++;  			
    					}
    					else if(i==2){
    						newrow--;   			
    					}
    					else if(i==0){
    						newcol++;
    						Node nn=new Node(newrow,newcol,node.number+2);
    						queue.offer(nn);
    						continue;
    					}
    					else if(i==3){
    						newcol--;
    						Node nn=new Node(newrow,newcol,node.number+2);
    						queue.offer(nn);
    						continue;
    					}
    				}
    				else if(subroad[newrow][newcol]=='-')
    				{
    					if(i==0){
    						newcol++;
    					}
    					else if(i==3){
    						newcol--;
    					}
    					else if(i==1){
    						newrow++;
    						Node nn=new Node(newrow,newcol,node.number+2);
    						queue.offer(nn);
    						continue;
    					}
    					else if(i==2){
    						newrow--;
    						Node nn=new Node(newrow,newcol,node.number+2);
    						queue.offer(nn);
    						continue;
    					}
    				}
    				
    			}
    			Node nn=new Node(newrow,newcol,node.number+1);
    			queue.offer(nn);
    		}
    		
    	}
    	return -1;
	}
}
class Node
{
	int x;
	int y;
	int number;
	Node(int xx,int yy,int nn)
	{
		x=xx;
		y=yy;
		number=nn;
	}
}
class MyComparator implements Comparator
{
	public int compare(Node a,Node b)
	{
		return a.number-b.number;
	}
}