POJ1475(Pushing Boxes)--bbffss

题目在这里

题目一看完就忙着回忆童年了。推箱子的游戏。

假设只有一个箱子。游戏在一个R行C列的由单位格子组成的区域中进行，每一步，

你可以移动到相邻的四个格子中的一个，前提是那个格子是空的；或者，如果你在箱子旁边，你也可以推动箱子前进一格，当然不能推到区域外面。

初始时你在其中某个格子内，你要把箱子推到指定格子。又由于箱子很重，所以你要用尽量少的推动次数。

Input

输入包含多组数据，每组数据第一行为两个正整数R和C，表示行数和列数。接下来R行，每行C个字符，描述游戏区域。用’#’表示石块，用’.’表示空的格子，

你的起始位置为’S’，箱子起始位置为’B’，箱子目标位置为’T’。

输入以R=C=0结束。

Output

对于第i组数据，如果不能将箱子推到指定格子，那么输出一行”Impossible.”（不含引号）；否则，输出具有最少推动次数的操作序列。

如果有多个，则输出具有最少移动次数的操作序列。如果还有多个，输出任意一个即可。

操作序列是一行由’N’,’S’,’E’,’W’,’n’,’s’,’e’,w’组成的字符串，大写字母表示推动操作，小写字母表示移动操作，方向依次表示北，南，东，西。

 

这个题目轮玩的话可能都会玩，但是当初玩的时候可能不会去考虑用最少的步数去完成他，而是通过每一关就是完成任务了。

所以，就要重新审视这个题目了。

人要推着箱子将箱子推到目标处，其中隐含了很多必要条件的。首先箱子肯定到目标处有1条或多条路径;其次人到箱子的位置也有一条或多条路径，还有的就是在转弯处人能否箱子推过去。

这种情况虽然箱子到目标有路径，人到箱子也有路径，但是却是无法完成任务的。这个应该都很容易知道的。

那么解题思路是什么呢???双bfs即可

一个bfs就是搜索人朝着箱子的过程，当到达箱子的四周的某一个点时，再搜索人此刻推着箱子到目标位置的过程。如果最后成功的到达了目标，输出对应的最短的路径即可。如果所有的情况都搜索完也没到达，那么就是不可完成了。

 #include <iostream>
 #include <cmath>
 #include <queue>
 #include <cstdio>
 #include <string>
 #include <algorithm>
 #include<functional>
 using namespace std;

 struct Position // 位置类型
 {
     int r;
     int c;
     bool operator ==(const Position& rhs) const;
 };

 bool Position::operator ==(const Position& rhs) const
 {
     return r == rhs.r && c == rhs.c;
 }

 struct Box // 箱子状态
 {
     Position currPos; // 箱子的当前位置
     Position personPos; // 人的位置（人在箱子相邻的某一侧）
     string ans; // 箱子和人沿途走过的路径
 };

 struct Person // 人的状态
 {
     Position currPos; // 人的位置
     string ans; // 人沿途走过的路径
 };

 struct PushingBoxes // 解题类
 {
 protected:
     int m; // 地图行数
     int n; // 地图列数
     char** arr; // arr[i][j]表示第i行第j列是空地还是障碍物
     bool** vis; // vis[i][j]表示在搜索人走向箱子的过程中，(i,j)这个位置是否走到过
     bool*** mark; // mark[i][j][k]表示人推箱子的过程中，箱子沿着方向k到达位置(i,j)，这个状态是否搜索过
     static Position dirs[]; // 上下左右方向数组
     static char op[]; // 方向对应的字符串，上北下南左西右东
     void GetMemory(); // 动态分配内存
     void ReleaseMemory(); // 动态释放内存
     bool InFreeSpace(const Position& pos) const; // 判断参数所表示的位置是否是可以到达的无障碍的位置
     bool BfsFromPersonToPos(const Position& personPos, const Position& boxPos, const Position& pos, string& path); // 搜索人朝位置pos移动的过程
     bool BfsFromBoxToTarget(const Position& personPos, const Position& boxPos, const Position& target, string& path); // 搜索箱子朝目标位置移动的过程
 public:
     void Solve();
 };

 Position PushingBoxes::dirs[] = { -,,,,,-,, };//注意题目要求的是n、s、w、e的顺序
 char PushingBoxes::op[] = { 'n','s','w','e' };//注意题目要求的是n、s、w、e的顺序

 void PushingBoxes::GetMemory()
 {
     arr = new char*[m];
     for (int i = ; i < m; i++)
     {
         arr[i] = new char[n];
     }
     vis = new bool*[m];
     for (int i = ; i < m; i++)
     {
         vis[i] = new bool[n];
     }
     mark = new bool**[m];
     for (int i = ; i < m; i++)
     {
         mark[i] = new bool*[n];
         for (int j = ; j < n; j++)
         {
             mark[i][j] = new bool[];
         }
     }
 }

 void PushingBoxes::ReleaseMemory()
 {
     for (int i = ; i < m; i++)
     {
         for (int j = ; j < n; j++)
         {
             delete[] mark[i][j];
         }
         delete[] mark[i];
     }
     delete[] mark;

     for (int i = ; i < m; i++)
     {
         delete[] vis[i];
     }
     delete[] vis;

     for (int i = ; i < m; i++)
     {
         delete[] arr[i];
     }
     delete[] arr;
 }

 bool PushingBoxes::InFreeSpace(const Position& pos) const
 {
     if (pos.r >=  && pos.r < m && pos.c >=  && pos.c < n)
     {
         if (arr[pos.r][pos.c] != '#')
         {
             return true;
         }
     }
     return false;
 }

 // 搜索人朝位置pos移动的过程
 bool PushingBoxes::BfsFromPersonToPos(const Position& personPos, const Position& boxPos, const Position& pos, string& path)
 {
     path = "";
     if (!InFreeSpace(personPos) || !InFreeSpace(pos))
     {
         return false;
     }
     queue<Person> q;
     Person currNode;
     currNode.currPos = personPos;
     currNode.ans = "";
     for (int i = ; i < m; i++)
     {
         fill(vis[i], vis[i] + n, false);
     }
     vis[boxPos.r][boxPos.c] = true; // 人不能和箱子重合，避免人走到箱子的位置
     vis[currNode.currPos.r][currNode.currPos.c] = true;
     q.push(currNode);
     while (!q.empty())
     {
         currNode = q.front();
         q.pop();
         if (currNode.currPos == pos)
         {
             path = currNode.ans;
             return true;
         }
         for (int i = ; i < ; i++)
         {
             Person nextNode;
             nextNode.currPos.r = currNode.currPos.r + dirs[i].r;
             nextNode.currPos.c = currNode.currPos.c + dirs[i].c;
             nextNode.ans = currNode.ans + op[i];
             if (InFreeSpace(nextNode.currPos) && !vis[nextNode.currPos.r][nextNode.currPos.c])
             {
                 vis[nextNode.currPos.r][nextNode.currPos.c] = true;
                 q.push(nextNode);
             }
         }
     }
     return false;
 }

 // 搜索箱子朝目标位置移动的过程
 bool PushingBoxes::BfsFromBoxToTarget(const Position& personPos, const Position& boxPos, const Position& target, string& path)
 {
     path = "";
     if (!InFreeSpace(personPos) || !InFreeSpace(target))
     {
         return false;
     }
     for (int i = ; i < m; i++)
     {
         for (int j = ; j < n; j++)
         {
             fill(mark[i][j], mark[i][j] + , false);
         }
     }
     Box currNode;
     currNode.currPos = boxPos;
     currNode.personPos = personPos;
     currNode.ans = "";
     queue<Box> q;
     q.push(currNode);
     while (!q.empty())
     {
         currNode = q.front();
         q.pop();
         if (currNode.currPos == target)
         {
             path = currNode.ans;
             return true;
         }
         for (int i = ; i < ; i++) //盒子周围的四个方向
         {
             Box nextNode; // 计算下一个新位置
             nextNode.currPos.r = currNode.currPos.r + dirs[i].r;
             nextNode.currPos.c = currNode.currPos.c + dirs[i].c;
             if (InFreeSpace(nextNode.currPos) && !mark[nextNode.currPos.r][nextNode.currPos.c][i])
             {
                 Position pos; // 人应该在反方向的位置
                 pos.r = currNode.currPos.r - dirs[i].r;
                 pos.c = currNode.currPos.c - dirs[i].c;
                 if (BfsFromPersonToPos(currNode.personPos, currNode.currPos, pos, path)) // 如果人能到达反方向的位置
                 {
                     nextNode.ans = currNode.ans + path + (char)(op[i] - 'a' + 'A');
                     nextNode.personPos = currNode.currPos;
                     mark[nextNode.currPos.r][nextNode.currPos.c][i] = true;
                     q.push(nextNode);
                 }
             }
         }
     }
     return false;
 }

 void PushingBoxes::Solve()
 {
     int k = ;
     scanf("%d %d", &m, &n);
     while (m >  && n > )
     {
         GetMemory();
         Box box;
         Person person;
         Position target;
         for (int i = ; i < m; i++)
         {
             for (int j = ; j < n; j++)
             {
                 scanf(" %c", &arr[i][j]);
                 if (arr[i][j] == 'S')
                 {
                     person.currPos.r = i;
                     person.currPos.c = j;
                 }
                 if (arr[i][j] == 'T')
                 {
                     target.r = i;
                     target.c = j;
                 }
                 if (arr[i][j] == 'B')
                 {
                     box.currPos.r = i;
                     box.currPos.c = j;
                 }
             }
         }
         string path;
         bool flag = BfsFromBoxToTarget(person.currPos, box.currPos, target, path);
         printf("Maze #%d\n", ++k);
         if (flag)
         {
             printf("%s\n\n", path.c_str());
         }
         else
         {
             printf("Impossible.\n\n");
         }
         ReleaseMemory();
         scanf("%d %d", &m, &n);
     }
 }

 int main()
 {
     PushingBoxes obj;
     obj.Solve();
     return ;
 }