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地域のプログラミング コンテストのプログラミング問題を復習しています。

問題はこちら(pdf)からダウンロードできます。オランダ語ですが、写真がわかりやすいです。

入力として am*m グリッドを受け取りますが、いくつかのパイプといくつかの欠けているスポット (疑問符) があります。残りのパイプはグリッドに配置して、他のパイプと接続する必要があります。

各パイプは文字として表されます (2 ページの図を参照)。文字「A」の値は 1、「B」の値は 2、..

バックトラックで解決しようとしました(まだうまくいきません)。しかし、グリッドは 10x10 になる可能性があるため、これは遅すぎます。誰かがより良い(より速い)ソリューション/アプローチを提案できますか?

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <vector>
using namespace std;

#define sz(a) int((a).size())
#define pb push_back

int m, found;
string letters;
vector<int> done;
vector<string> a;

int ok(char letter, int c, int r)
{
    int val = letter - 'A' + 1;

    //checking if no side goes outside
    if (r == 0 && (val & 1))
        return 0;
    if (r == m - 1 && (val & 4))
        return 0;
    if (c == 0 && (val & 8))
        return 0;
    if (c == m - 1 && (val & 2))
        return 0;

    //check if the side is connected the other pipe on the grid
    if (r > 0 && a[r - 1][c] != '?' && (a[r - 1][c] & 4) && !(val & 1))
        return 0;
    if (c > 0 && a[r][c - 1] != '?' && (a[r][c - 1] & 2) && !(val & 8))
        return 0;
    if (r < m - 1 && a[r + 1][c] != '?' && (a[r + 1][c] & 1) && !(val & 4))
        return 0;
    if (c < m - 1 && a[r][c + 1] != '?' && (a[r][c + 1] & 8) && !(val & 2))
        return 0;

    return 1;
}

void solve(int num_placed, int pos)
{
    if (found) return;

    //done
    if (num_placed == sz(letters)) {
        for (int i = 0; i < m; ++i)
            cout << a[i] << endl;
        found = 1;
        return;
    }

    int c = pos % m;
    int r = pos / m;
    if (a[r][c] != '?')
        solve(num_placed, pos + 1);

    //try all the pipes on this position
    for (int i = 0; i < sz(letters); ++i) {
        if (!done[i] && ok(letters[i], c, r)) {
            a[r][c] = letters[i];
            done[i] = 1;
            solve(num_placed + 1, pos + 1);
            done[i] = 0;
            a[r][c] = '?';
        }
    }
}

int main()
{
    freopen("input.txt", "r", stdin);

    int n;
    cin >> n;

    while (n--) {
        cin >> m;
        cin >> letters;

        cout << m << endl;
        a.clear();
        for (int i = 0; i < m; ++i) {
            string line;
            cin >> line;
            a.pb(line);
        }

        done = vector<int>(sz(letters), 0);

        found = 0;
        solve(0, 0);
    }

    return 0;
}
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元の返信

すべてのコードを自分で書かなければなりませんか、それとも他のツールを調べることに興味がありますか? 制約の伝播/線形計画法を検討することをお勧めします。すでに多くの境界制約があります-外側のエッジにパイプを持たず、内側のエッジも持たないため、これは非常に効率的に機能すると思います。また、制約は単純な等号のように見えるので、セットアップは非常に簡単です。

ここで詳細を説明するには、これに関する十分な経験がありません (ただし、来週時間があれば、いつか試してみるかもしれません) 。回答私はしばらく前に書いた

ps 興味深い質問です。これを投稿してくれてありがとう。

[編集: 他のライブラリを使用できない場合は、制約の伝播を自分で行うことができます。数独でこれを行う方法を示す、norvig による素晴らしい記事があります。私はそれを読むことを強くお勧めします - たとえそれが数独とパイソンであっても、テクニックをどのように運ぶかがわかると思います.]

更新された返信(2012-04-06 - ブログ参照で更新; 古いコメントはバグが多かった)

次の空のセルが利用可能な一貫性のある各タイルで埋められ、一貫性チェックにエッジ制約 (エッジから離れたパイプがない) と最近傍の両方が含まれる深さ優先検索は、非常に効率的です。私はclojureに最適化されていない実装を持っています.0.4ミリ秒(JVMウォームアップ後360ミリ秒で1000)で小さい例を解決し、3ミリ秒で大きい例を解決します(セドリック・ヴァン・ゲーテムは最適化された - しかしまだOO - Java実装のために1ミリ秒を報告しています。 )。10x10 のパズル (最初のヒントのないチューブの同心円) を 12 秒で解くことができます。

また、上記のnorviの論文と同じように、各セルの制約を追跡する「スマート」なアプローチについても調べました。そしてchocoを使ってみました。これはすべて、ここのブログ投稿でより詳細に説明されています(この回答の更新で詳細がありましたが、それらはバグのあるコードに基づいていました-ブログにはより多くのより良い情報があります)。ソースもダウンロード可能です。

これらすべてからの一般的な結論は、直接検索は 10x10 までは問題ないということでした。その後、より多くのスマートが役立つかもしれませんが、テストケースを生成するのが難しいため、確実にするのは困難です (多くのセルが与えられた場合でも、あいまいになる傾向があります)。

于 2012-03-13T21:36:26.750 に答える
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良い問題です。O(n·m·8^m) で解決策を見つけました。これで十分と思われます。

  1. 1 行目と 2 行目の境界線に注目してください。2^m 通りの可能性があります (出線かどうか、各側で)。これが上の境界線になり、下の境界線が両側で接続されなくなります。

  2. 下の境界線と上の境界線の各ペア (2^m·2^m = 4^m のペアになります) について、収まる各行を計算します。左から来た場合、左辺が与えられます。上側と下側なので、2 つの可能性しかありません。見ているタイルがマップ内で固定されている場合は、収まるかどうかを確認し、そうでない場合は中止します。これを再帰的に呼び出すと、それぞれ 2^m 行、または合計で 4^m*2^m=8^m になります。

  3. 最後のステップは純粋な力ずくでしたが、今回は DP を使用します。配列の配列でタプル (境界線、使用されるレンガ、行) を保護します。array[0] には、単一のタプルが含まれます (空の境界線、レンガを使用しない、何もない)。配列 [n] には、配列 [n-1] 内の各アイテムと組み合わされた (1 から始まる) 行 n の 8^m 生成されたすべての行が含まれます (つまり、アイテムの境界は行の下の境界と同じです) ) この条件をステップ 2 のループとうまく組み合わせると、コストがかからないことに注意してください。

  4. 利用可能なものよりも多くの 1 つの並べ替えのブリックを必要とするすべてのタプルを削除し、配列を並べ替えます。次に、すべての行が処理されるまでステップ 2 を続けます。

  5. 終了したら、配列 [n] でタプル (空の境界線、すべてレンガを使用、行) をチェックインします。タスクの説明はそれが存在することを暗示しているため、その行を出力します。次に、行の下の境界線を見て、配列 [n-1] でそれを検索し、それも印刷します。

あなたが私の英語を理解してくれることを願っています。

于 2012-03-13T21:12:21.077 に答える