枚举 拨钟问题

终于程设学到算法了。人生第一篇解题报告~虽然这题比较简单。但是还是WA了许多次。

题目:

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。如下表所示,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
9个整数,表示各时钟指针的起始位置,相邻两个整数之间用单个空格隔开。其中,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。按照移动的序号从小到大输出结果。相邻两个整数之间用单个空格隔开。
样例输入
3 3 0
2 2 2
2 1 2
样例输出
4 5 8 9

分析:

这题就是用枚举,隐含条件是,每个方案采取次数不超过4次(否则恢复原状态)。但是要注意枚举顺序。先把表中的命令排个序,出现A的放在一起,不出现A出现B的放在一起,以此类推。出现A的三重循环枚举完之后,A就一定会指向12,否则continue;当所有出现B的枚举完,B就一定会指向12 ,否则continue,以此类推。
第一个注意点是回溯,就是从内层循环跳到外层循环的时候,我们要设置重新拨钟(或者写恢复的操作),因为上一步方案变了,就要恢复钟的状态到上一步方案之前的状态。
第二个注意点是,所有含有A的操作加起来不一定小于4次。但我不知道怎么证明或举例……应该是因为它还会影响后面的钟,但是总觉得这样说太泛泛而谈了……我一开始加了这个假定,然后疯狂WA。本来想剪枝……但是去掉这个条件程序总共用的时间也就16ms。(暴露复杂度算错了……汗,一开始以为一定会超时,但是郭神说得好,搜索是不能用最大的复杂度当作整个程序的复杂度的)
总的来说,这题就是个没什么技巧也没什么难度的暴力题,别想太复杂了。

AC代码

#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
using namespace std;
const string movement[9]= {"ABDE","ABC","BCEF","ADG","BDEFH","CFI","DEGH","GHI","EFHI"};
int oriclock[9];
int cclock[9];
int methods[9];
int result[9];
void clockwise(int method, int t) {
	methods[method] = t;
	for (int j = 0; j < movement[method].length(); ++j)
		cclock[int(movement[method][j] - 'A')] = (cclock[int(movement[method][j] - 'A')] + t) % 4;
}
int main() {
	for (int i = 0; i < 9; ++i) {
		cin >> oriclock[i];
	}
	int minimum = 50;
	for (int a = 0; a < 4; ++a) {
		for (int b = 0; b < 4; ++b) {
			for (int d = 0; d < 4; ++d) {
				copy(oriclock, oriclock + 9, cclock);
				if ((cclock[0] + a + b + d) % 4 != 0) continue; //假设不成立,不一定这三个操作加起来数目小于4 
				clockwise(0,a);
				clockwise(1,b);
				clockwise(3,d);
				for (int c = 0; c < 4; ++c) {
					for (int e = 0; e < 4; ++e) {
						copy(oriclock, oriclock + 9, cclock);
						clockwise(0,a);
						clockwise(1,b);
						clockwise(3,d);
						if ((cclock[1] + c + e) % 4 != 0) continue;
						clockwise(2,c);
						clockwise(4,e);
						for (int f = 0; f < 4; ++f) {
							copy(oriclock, oriclock + 9, cclock);
							clockwise(0,a);
							clockwise(1,b);
							clockwise(3,d);
							clockwise(2,c);
							clockwise(4,e);
							if((cclock[2] + f) % 4 != 0) continue;
							clockwise(5,f);
							for (int g = 0; g < 4; ++g) {
								copy(oriclock, oriclock + 9, cclock);
								clockwise(0,a);
								clockwise(1,b);
								clockwise(3,d);
								clockwise(2,c);
								clockwise(4,e);
								clockwise(5,f);
								if ((cclock[3] + g) % 4 != 0) continue;
								clockwise(6,g);
								for (int i = 0; i < 4; ++i) {
									copy(oriclock, oriclock + 9, cclock);
									clockwise(0,a);
									clockwise(1,b);
									clockwise(3,d);
									clockwise(2,c);
									clockwise(4,e);
									clockwise(5,f);
									clockwise(6,g);
									if ((cclock[4] + i) % 4 != 0) continue;
									if ((cclock[5] + i) % 4 != 0) continue;
									clockwise(8,i);
									for (int h = 0; h < 4; ++h) {
										if ((cclock[6] + h) % 4 != 0) continue;
										if ((cclock[7] + h) % 4 != 0) continue;
										if ((cclock[8] + h) % 4 != 0) continue;
										clockwise(7,h);
										int movenum = a + b + c + d + e + f + g + h + i;
										if (movenum < minimum) {
											minimum = movenum;
											copy(methods, methods + 9, result);
										}
									}
								}
							}
						}
					}
				}
			}
		}
	}
	for (int i = 0; i < 9; ++i) {
		for (int j = 0; j < result[i]; ++j) {
			cout << i + 1;
			if (j < result[i] - 1) cout << " ";
		}
		if (i < 8 && result[i]) cout << " ";
	}
	return 0;
}

写得比较长,不够简洁优美,比较暴力化……重复的东西太多了。一开始以为会疯狂超时,汗……复杂度还是要认真算啊。但是这样思路上比较简单吧。

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