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[4]; // 上下左右方向数组
    static char op[4]; // 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[4] = { -1,0,1,0,0,-1,0,1 };//注意题目要求的是n、s、w、e的顺序
char PushingBoxes::op[4] = { '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 = 0; i < m; i++)
    {
        arr[i] = new char[n];
    }
    vis = new bool*[m];
    for (int i = 0; i < m; i++)
    {
        vis[i] = new bool[n];
    }
    mark = new bool**[m];
    for (int i = 0; i < m; i++)
    {
        mark[i] = new bool*[n];
        for (int j = 0; j < n; j++)
        {
            mark[i][j] = new bool[4];
        }
    } 
}

void PushingBoxes::ReleaseMemory()
{
    for (int i = 0; i < m; i++)
    {
        for (int j = 0; j < n; j++)
        {
            delete[] mark[i][j];
        }
        delete[] mark[i];
    }
    delete[] mark;

    for (int i = 0; i < m; i++)
    {
        delete[] vis[i];
    }
    delete[] vis;

    for (int i = 0; i < m; i++)
    {
        delete[] arr[i];
    }
    delete[] arr;
}

bool PushingBoxes::InFreeSpace(const Position& pos) const
{
    if (pos.r >= 0 && pos.r < m && pos.c >= 0 && 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 = 0; 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 = 0; i < 4; 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 = 0; i < m; i++)
    {
        for (int j = 0; j < n; j++)
        {
            fill(mark[i][j], mark[i][j] + 4, 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 = 0; i < 4; 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 = 0;
    scanf("%d %d", &m, &n);
    while (m > 0 && n > 0)
    {
        GetMemory();
        Box box;
        Person person;
        Position target;
        for (int i = 0; i < m; i++)
        {
            for (int j = 0; 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
", ++k);
        if (flag)
        {
            printf("%s

", path.c_str());
        }
        else
        {
            printf("Impossible.

");
        }
        ReleaseMemory();
        scanf("%d %d", &m, &n);
    }
}

int main()
{
    PushingBoxes obj;
    obj.Solve();
    return 0;
}