玛雅人的密码

玛雅人的密码

题目描述：

玛雅人有一种密码，如果字符串中出现连续的2012四个数字就能解开密码。给一个长度为N的字符串，（2=<N<=13）该字符串中只含有0,1,2三种数字，问这个字符串要移位几次才能解开密码，每次只能移动相邻的两个数字。例如02120经过一次移位，可以得到20120,01220,02210,02102，其中20120符合要求，因此输出为1.如果无论移位多少次都解不开密码，输出-1。

输入：

输入包含多组测试数据，每组测试数据由两行组成。
第一行为一个整数N，代表字符串的长度（2<=N<=13）。
第二行为一个仅由0、1、2组成的，长度为N的字符串。

输出：

对于每组测试数据，若可以解出密码，输出最少的移位次数；否则输出-1。

样例输入：

5
02120

样例输出：

1

来源：

2012年清华大学计算机研究生机试真题

AC代码：

思路：Hash+BFS

#include<iostream>
#include<string>
#include<cstring>
#include<deque>
#include<algorithm>

using namespace std;

bool visited[1600000];//3^13=1594323,每一位有3种状态
                      //所以最多的可能状态是这么多
int n;
string pwd;
bool Match_Fun(const string pwd)
{
	for(int i=0;i<n-3;i++)
	{
		if(pwd[i]=='2'&&pwd[i+1]=='0'&&pwd[i+2]=='1'&&pwd[i+3]=='2')
			return true;
	}
	return false;
}

int Hash_Fun(const string pwd)//将每一种可能的字符串当做一组3进制数，
{                       //然后将其映射为10进制的数
	int ret=0;
	for(int i=0;i<n;i++)
		ret=ret*3+pwd[i]-'0';
	return ret;
}

int main(int argc,char *argv[])
{
	while(cin>>n)
	{
		cin>>pwd;
		memset(visited,0,sizeof(visited));
		deque<string> step;
		step.push_back(pwd);
		int cur_level=1,next_level=0,ret=0;
		bool found=false;
		while(!step.empty())
		{
			string cur=step.front();
			step.pop_front();
			cur_level--;
			if(Match_Fun(cur))
			{
				found=true;
				cout<<ret<<endl;
				break;
			}
			for(int i=0;i<n-1;i++)
			{
				swap(cur[i],cur[i+1]);
				int hash_value=Hash_Fun(cur);
				if(!visited[hash_value])
				{
					visited[hash_value]=true;
					step.push_back(cur);
					next_level++;
				}
				swap(cur[i],cur[i+1]);
			}
			if(cur_level==0)
			{
				cur_level=next_level;
				next_level=0;
				ret++;
			}
		}
		if(!found)
			cout<<"-1"<<endl;
	}

	return 0;
}

解法二：

#include<iostream>
#include<string>
#include<queue>
#include<map>

using namespace std;

struct str_step //记录移位后的字符串，及在原串上移位的次数
{
	string str;
	int step;
	str_step(string ss,int st)
	{
		str=ss;
		step=st;
	}
};

int size; //记录string在map集合中的位置，每加入一个新的字符串size+1
queue<str_step> Q; //队列元素为<string,int>
map<string,int> M; //查找所给字符串是否在集合中，若不在则压入队列，其实此处
                   // 可以换成数组
bool check(string str)
{
	int size=str.size()-3;
	for(int i=0;i<size;i++)
	{
		if(str[i]=='2'&&str[i+1]=='0'&&str[i+2]=='1'&&str[i+3]=='2')
			return true;
	}
	return false;
}

int BFS()
{
	while(!Q.empty())
	{
		str_step st=Q.front();
		Q.pop();
		if(check(st.str))
		{
			return st.step;
		}
		for(int i=0;i<st.str.size()-1;i++)
		{
			string strtemp=st.str;
			char temp=strtemp[i];
			strtemp[i]=strtemp[i+1];
			strtemp[i+1]=temp;
			if(M.find(strtemp)==M.end()) //如果移位一次后的新字符串不再map集
			{             //合中，则将strtemp,step+1入队，移位次数加1
				Q.push(str_step(strtemp,st.step+1));
				M[strtemp]=size++;
			}
		}
	}
	return -1;
}

int main(int argc,char *argv[])
{
	int n;
	while(cin>>n)
	{
		while(!Q.empty())  //清空队列
			Q.pop();
		M.clear();   //清空集合
		size=0;
		string str;
		cin>>str;
		M[str]=size++;
		Q.push(str_step(str,0));
		cout<<BFS()<<endl;
	}
	return 0;
}