3 Mayan游戏

题目描述

  Mayan puzzle是最近流行起来的一个游戏。游戏界面是一个 7 行5 列的棋盘,上面堆放着一些方块,方块不能悬空堆放,即方块必须放在最下面一行,或者放在其他方块之上。游戏通关是指在规定的步数内消除所有的方块,消除方块的规则如下: 
  1 、每步移动可以且仅可以沿横向(即向左或向右)拖动某一方块一格:当拖动这一方块时,如果拖动后到达的位置(以下称目标位置)也有方块,那么这两个方块将交换位置(参见输入输出样例说明中的图6 到图7 );如果目标位置上没有方块,那么被拖动的方块将从原来的竖列中抽出,并从目标位置上掉落(直到不悬空,参见下面图1 和图2);
 
  2 、任一时刻,如果在一横行或者竖列上有连续三个或者三个以上相同颜色的方块,则它们将立即被消除(参见图1 到图3)。

  注意: 
  a) 如果同时有多组方块满足消除条件,几组方块会同时被消除(例如下面图4 ,三个颜色为1 的方块和三个颜色为
2 的方块会同时被消除,最后剩下一个颜色为 2 的方块)。 
  b) 当出现行和列都满足消除条件且行列共享某个方块时,行和列上满足消除条件的所有方块会被同时消除(例如下面图5 所示的情形,5 个方块会同时被消除)。  
  3 、方块消除之后,消除位置之上的方块将掉落,掉落后可能会引起新的方块消除。注意:掉落的过程中将不会有方块的消除。 
  上面图1
到图 3 给出了在棋盘上移动一块方块之后棋盘的变化。棋盘的左下角方块的坐标为(0, 0 ),将位于(3, 3 )的方块向左移动之后,游戏界面从图 1 变成图 2 所示的状态,此时在一竖列上有连续三块颜色为4 的方块,满足消除条件,消除连续3 块颜色为4 的方块后,上方的颜色为3 的方块掉落,形成图 3 所示的局面。

输入输出格式

输入格式:

  输入文件mayan.in,共 6 行。 
  第一行为一个正整数n ,表示要求游戏通关的步数。 
  接下来的5 行,描述 7*5 的游戏界面。每行若干个整数,每两个整数之间用一个空格隔开,每行以一个0 结束,自下向上表示每竖列方块的颜色编号(颜色不多于10种,从1 开始顺序编号,相同数字表示相同颜色)。 
输入数据保证初始棋盘中没有可以消除的方块。

输出格式:

  输出文件名为mayan.out。 
  如果有解决方案,输出 n 行,每行包含 3 个整数x,y,g ,表示一次移动,每两个整数之间用一个空格隔开,其中(x ,y)表示要移动的方块的坐标,g 表示移动的方向,1 表示向右移动,-1表示向左移动。注意:多组解时,按照 x 为第一关健字,y 为第二关健字,1优先于-1 ,给出一组字典序最小的解。游戏界面左下角的坐标为(0 ,0 )。 
  如果没有解决方案,输出一行,包含一个整数-1。

输入输出样例

输入样例#1:

3

1 0

2 1
0

2 3
4 0

3 1
0

2 4
3 4 0

输出样例#1:

2 1
1

3 1
1

3 0
1

说明

【输入输出样例说明】 
按箭头方向的顺序分别为图6 到图11

样例输入的游戏局面如上面第一个图片所示,依次移动的三步是:(2 ,1 )处的方格向右移动,(3,1 )处的方格向右移动,(3 ,0)处的方格向右移动,最后可以将棋盘上所有方块消除。 
【数据范围】 
对于30% 的数据,初始棋盘上的方块都在棋盘的最下面一行; 
对于100%的数据,0 < n≤5 。

【思路】

回溯法+剪枝。

对于一个状态枚举所有的点进行左右移动,然后掉落、消除,注意要记录操作之前的状态以便回溯。

剪枝:

1)  对于一个方块,如果右边是同样颜色的方块则不移动。

2)  对于一个方块ij,当且仅当其右边为空白时才向左移动,因为可以由i-1 j向右移动得到相同效果,显然不会得到更优的序列。

3)  对于每一个颜色,当其数目不足3的时候则剪枝。

另外需要注意消除的时候找完再消除。

【代码】

 #include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#define FOR(a,b,c) for(int a=(b);a<(c);a++)
using namespace std; const int maxn=,maxm=,maxc=;
typedef int Node[maxn+][maxm+];
struct Ans{
int i,j,k;
}ans[maxn];
int ans_n=;
Node A;
int N,maxh=;
int cnt_colors[];
int vis[maxn+][maxm+]; inline bool is(int x,int y,int c) {
if(x< || x>=maxn || y< || y>=maxh) return false;
return A[x][y]==c;
}
void Move(int x,int y,int k) {
int xx=x+k,yy=y;
swap(A[xx][yy],A[x][y]); //交换 int fh=yy;
if(fh> && A[xx][yy]) {
while(fh> && !A[xx][fh-]) fh--;
swap(A[xx][yy],A[xx][fh]); //下落
}
if(!A[x][y]) { //如果空格则下落
while(y+<maxm && A[x][y+]) { //判断是否越界
swap(A[x][y],A[x][y+]);
y++;
}
} int scan; Node rec;
for( ; ; ) { //清理
scan=;
memset(rec,,sizeof(rec));
FOR(i,,maxn) FOR(j,,maxh) {
int c=A[i][j]; if(!c) continue; //!c !!!!
if((is(i,j+,c)&&is(i,j+,c))) rec[i][j]=rec[i][j+]=rec[i][j+]=scan=;
}
FOR(i,,maxn) FOR(j,,maxh) {
int c=A[i][j]; if(!c) continue;
if((is(i+,j,c)&&is(i+,j,c))) rec[i][j]=rec[i+][j]=rec[i+][j]=scan=;
}//先统计后消除
if(!scan) break; FOR(i,,maxn) FOR(j,,maxh) if(rec[i][j]) --cnt_colors[A[i][j]] , A[i][j]=; //消除
FOR(i,,maxn) FOR(j,,maxh) { //下落
int fh=j;
while(fh> && !A[i][fh-]) fh--;
swap(A[i][j],A[i][fh]);
}
}
} inline bool check() {
FOR(i,,maxn) FOR(j,,maxh) if(A[i][j]) return false;
return true;
}
inline bool check_colors() {
for(int i=;i<;i++)
if(cnt_colors[i] && cnt_colors[i]<=) return false;
return true;
} void dfs(int d) {
if(d==N) {
if(check()) {
FOR(i,,ans_n)
cout<<ans[i].i<<" "<<ans[i].j<<" "<<ans[i].k<<"\n";
exit();
}
else return ;
} Node B; memcpy(&B,&A,sizeof(A));
int C[]; memcpy(&C,&cnt_colors,sizeof(cnt_colors)); if(!check_colors()) return ; //剪枝3 FOR(i,,maxn) FOR(j,,maxh)
for(int k=-;k<=;k+=) if(A[i][j]&&!vis[i][j]) { if( (k==- && i->= && !A[i-][j]) //剪枝1 2
||(k== && i+<maxn && A[i][j]!=A[i+][j]) ) {
Move(i,j,k);
vis[i][j]=;
ans[ans_n++]=(Ans){i,j,k};
dfs(d+);
vis[i][j]=;
ans_n--; //回溯
memcpy(&A,&B,sizeof(B));
memcpy(&cnt_colors,&C,sizeof(C)); }
}
} int main() {
ios::sync_with_stdio(false);
//freopen("mayan.in","r",stdin);
//freopen("mayan.out","w",stdout);
memset(cnt_colors,,sizeof(cnt_colors));
cin>>N;
FOR(i,,maxn) {
int x,j=;
while(cin>>x && x!=) {
A[i][j++]=x;
cnt_colors[x]++;
}
maxh=max(maxh,j);
}
if(!check_colors()) cout<<-;
else
{
dfs();
cout<<-;
}
return ;
}

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