【贪心枚举】拨钟问题

2023-10-31 07:32
文章标签 问题 贪心 枚举 拨钟

本文主要是介绍【贪心枚举】拨钟问题,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

问题描述
有9个时钟,排成一个3*3的矩阵。现在需要用最少的移动,将9个时钟的指针都拨到12点的位置。共允许有9种不同的移动。如右表所示,每个移动会将若干个时钟的指针沿顺时针方向拨动90度。

移动 影响的时钟
1 ABDE
2 ABC
3 BCEF
4 ADG
5 BDEFH
6 CFI
7 DEGH
8 GHI
9 EFHI
输入
从标准输入设备读入9个整数,表示各时钟指针的起始位置。0=12点、1=3点、2=6点、3=9点。
输出
输出一个最短的移动序列,使得9个时钟的指针都指向12点。按照移动的序号大小,输出结果。
样例输入
3 3 0
2 2 2
2 1 2
样例输出
4 5 8 9
解题思路:
假设时钟指针位置对应的值为clock_time,那么顺时针旋转90°就是clock_time = (clock_time+1)%4这一组时针就用一个数组表示。9种操作对应一个二维数组。这一题实质类似熄灯问题和画家问题。其共通点在于:操作对环境的改变是无序的,每个操作都会影响到周围的状态。同时每一种操作都有周期性限制,也即最多需要几次操作,多于这个次数产生循环。熄灯问题中,每个灯最多熄灯一次,因为灯只有两种状态,并且循环。而这里,有4种循环的状态,因此每个移动操作顶多使用3次。我们对移动方法1,2,3进行枚举,每种方法无非实施0-3次,也即一共4^3=64种情况。这些情况之间并非没有关系。例如,我们确定了1,2,3的情况数,那么得到一个灯A,B,C的状态,而只有移动4能够改变A,移动5能够改变B,移动6能够改变C,那么移动4-6的次数也确定了。同样,这时只有移动7能够改变D,移动9能够改变F,这时移动7和9的次数也确定了。最后,时钟A,B,C,D,F都已经到达12点,E,G,H,I还没确定,只剩下移动8能够改变GHI,所以只要检查E是否已经到达12点以及,GHI的时钟数是否相等就行了。最后找到一个移动次数最小的情况。
这题也可以用暴力搜索,因为最多有4^9个组合,不会超时。
这题还可以列出一个方程组,九个未知数,通过高斯消元法来解方程组。
(一开始用枚举法写了,至于上面的这种方法,稍后再补上吧)

代码:

#include<iostream>
#include<stdio.h>
using namespace std;
int main()
{
 int station[9] = {0};
 for (int i = 0; i < 9; i++)
  cin>>station[i];
 int move_count[9] = {0};
 int min_count = 10000;
 for (int i1 = 0; i1 < 4; i1++)
  for (int i2 = 0; i2 < 4; i2++)
   for (int i3 = 0; i3 < 4; i3++)
    for (int i4 = 0; i4 < 4; i4++)
     for (int i5 = 0; i5 < 4; i5++)
      for (int i6 = 0; i6 < 4; i6++)
       for (int i7 = 0; i7 < 4; i7++)
        for (int i8 = 0; i8 < 4; i8++)
         for (int i9 = 0; i9 < 4; i9++)
         {
          if ((0 == (i1 + i2 + i4 + station[0]) % 4) && (0 == (i1 + i2 + i3 + i5 + station[1])

              % 4) && (0 == (i2 + i3 + i6 + station[2]) % 4) && (0 == (i1 + i4 + i5 + i7 +

              station[3]) % 4) && (0 == (i1 + i3 + i5 + i7 + i9 + station[4]) % 4) && (0 ==

              (i3 + i5 + i6 + i9 + station[5])% 4) && (0 == (i4 + i7 + i8 + station[6]) % 4)

          && (0 == (i5 + i7 + i8 + i9 + station[7])% 4) && (0 == (i6 + i8 + i9 + station[8]) % 4))
          {
           int sum = i1 + i2 + i3 + i4 + i5 + i6 + i7 + i8 + i9;
           if (min_count > sum)
           {
            min_count = sum;
            move_count[0] = i1;
            move_count[1] = i2;
            move_count[2] = i3;
            move_count[3] = i4;
            move_count[4] = i5;
            move_count[5] = i6;
            move_count[6] = i7;
            move_count[7] = i8;
            move_count[8] = i9;
           }
          }
         }
 int cur = 0;
 for (cur = 0; cur < 9; cur++)
  while (move_count[cur]--)
   cout<<cur + 1<<" ";
 cout<<endl;
 return 0;
}

这篇关于【贪心枚举】拨钟问题的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



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