网易实习笔试题——炸弹人编程

不久前参加了网易实习笔试，要求在一周内完成笔试题，第一道算法题为“炸弹人编程”。
由于时间紧迫（还有导师布置的项目需要完成），所以没有采用最优化的算法来解决，而是依照自己的想法编程，现记录下来。

编程语言：Java
编程软件：Intellj IDEA

一、题目要求

随机生成10x10的格状地图，33格墙（标记W），33格空地（标记0），33格敌人（标记E），1格为炸弹人（标记B）。
要求：
炸弹只能放在空地上，敌人和墙无法通过，确保炸弹人能够抵达空地安放炸弹。
炸弹可以消灭安放地点同行和同列的敌人，即上下左右四个方向炸开，爆炸冲击波碰到墙则停止。
炸弹人需要安放两个炸弹，两个炸弹如消灭同一个敌人则只计数1个。
最终打印输出：
1)10x10地图；
2)两个炸弹合计消灭敌人数量的最大值；
3)安放炸弹的两个位置坐标；
可以使用任意一种熟悉的编程语言。

输出示例：
00WW00WW00
0B00EEEWEE
0WW0WEWEWE
WE00E0WEEW
WEW0WW00WE
WEE0EEE0W0
WEW0WEW0WE
0WEE00E00E
0EW0WEWWW0
W00EEWEEE0

1号炸弹位置:(2,4)
2号炸弹位置:(6,4)
合计灭敌数:10

二、实现逻辑

拿到题目之后，先简要逐步分析。题目要求计算最大杀敌数，因此问题可以细化为：随机生成游戏布局→遍历炸弹人可达区域→在可达区域放置炸弹→计算最大杀敌数。按照这个逻辑开始逐步编程（没有去研究更深的算法，单纯赶进度哈哈哈哈）。

当然，为了避免重复计算杀敌数（即两颗炸弹炸死同一敌人时，杀敌数计为1），新建了一个Enemy类，主要是为了记录下随机生成的游戏地图中，敌人（在地图中标记为E）的横坐标x、纵坐标y和是否被炸死（布尔型变量destroyed）。

整个程序比较简单，所以只有俩类——Enemy类和Main类。

1.Enemy类

代码如下：

public class Enemy implements Serializable {private int x;// 敌人横坐标private int y;// 敌人纵坐标private boolean destroyed = false;// 是否被摧毁public void setX(int x) {this.x = x;}public void setY(int y) {this.y = y;}public void setDestroyed(boolean destroyed) {this.destroyed = destroyed;}public int getX() {return x;}public int getY() {return y;}public boolean isDestroyed() {return destroyed;}
}

至于为什么要Serializable接口，是因为之后用到了List来存储敌人（Enemy类），而List对象之间的复制分为浅复制和深复制。浅复制只是把原List的地址给了新List，这样就会导致修改原List后，新List也会跟着一起改变。而我要的是两个独立的List，所以需要深复制。

深复制这一部分参考了其他人的内容，就把另一位同学的方法搬过来用了，代码如下，放在Main类中就行：

    // List深复制public static <T> List<T> DeepCopy(List<T> List) throws IOException, ClassNotFoundException {ByteArrayOutputStream ByteOut = new ByteArrayOutputStream();ObjectOutputStream Out = new ObjectOutputStream(ByteOut);Out.writeObject(List);ByteArrayInputStream ByteIn = new ByteArrayInputStream(ByteOut.toByteArray());ObjectInputStream In = new ObjectInputStream(ByteIn);@SuppressWarnings("unchecked")List<T> Temp = (List<T>) In.readObject();return Temp;}

2.随机生成游戏布局

这部分没啥好讲的，随机函数就完事儿了，也是放在Main类中，游戏布局采用String型二维数组存储，num是题目要求的33。代码如下：

    // BombGame随机生成游戏地图public static String[][] GameLayoutOutput() {int count = 0;int x = 0, y = 0, i = 0, j = 0;String[][] Layout = new String[n][n];Random random = new Random();// 初始化，全是空地for (i = 0; i < n; i++) {for (j = 0; j < n; j++) {Layout[i][j] = "0";}}// 随机生成1个炸弹人，5面墙，5个敌人，5个空位// 生成炸弹人位置x = random.nextInt(n);y = random.nextInt(n);Layout[x][y] = "B";x_BombMan = x;y_BombMan = y;// 生成墙while (count < num) {// 没放完墙x = random.nextInt(n);y = random.nextInt(n);if (!Layout[x][y].equals("B")) {// 如果不是炸弹人的位置Layout[x][y] = "W";count++;}}// 生成敌人count = 0;while (count < num) {// 没放完敌人x = random.nextInt(n);y = random.nextInt(n);if (!Layout[x][y].equals("B") && !Layout[x][y].equals("W")) {// 如果不是炸弹人的位置，也不是墙的位置Layout[x][y] = "E";count++;}}return Layout;}

简单粗暴，因为忙不过来，肯定有其他更优化的代码。

此外还需要获取游戏地图中全部敌人的信息（坐标、是否被炸死），放在Main类中，代码如下：

    // 获取游戏地图中的敌人分布情况public static void getEnemyList(String[][] Layout) {int i, j;for (i = 0; i < n; i++) {for (j = 0; j < n; j++) {if (Layout[i][j].equals("E")) {Enemy enemy = new Enemy();enemy.setX(i);enemy.setY(j);EnemyList.add(enemy);// 把敌人加入敌人清单，记录敌人的横坐标x和纵坐标y}}}}

EnemyList就是自定义的存储敌人信息的List，在Main类里面。定义如下：

    private static List<Enemy> EnemyList = new ArrayList<>();// 敌人清单

3.展示游戏布局

代码如下：

    // 程序测试时输出布局public static void ShowLayout(String[][] Layout) {int i, j;for (i = 0; i < n; i++) {for (j = 0; j < n; j++) {System.out.print(Layout[i][j]);}System.out.println();}}

4.寻找炸弹人可达区域

游戏布局确定之后，炸弹人（在地图中标记为B）的初始位置也已确定，那么就从炸弹人的四周遍历，寻找可以放炸弹的区域（在地图中标记为0）。这地方我就是简单的递归遍历，外加了标记数组Flag[][[]，标记是否遍历过，减少运算。代码如下，也是放在Main类中：

    public static void FindWay(String[][] Layout, int x, int y) {// 从炸弹人位置(x,y)开始找可达区域，找到之后记录下来Area[x][y] = 1;// 初始位置必定可达Flag[x][y] = 1;// 访问位置为1if (y - 1 >= 0 && Flag[x][y - 1] != 1 && Layout[x][y - 1].equals("0")) {// 没过界，未访问，可达，当前位置向左找FindWay(Layout, x, y - 1);}if (y + 1 < n && Flag[x][y + 1] != 1 && Layout[x][y + 1].equals("0")) {// 没过界，未访问，可达，当前位置向右找FindWay(Layout, x, y + 1);}if (x - 1 >= 0 && Flag[x - 1][y] != 1 && Layout[x - 1][y].equals("0")) {// 没过界，未访问，可达，当前位置向上找FindWay(Layout, x - 1, y);}if (x + 1 < n && Flag[x + 1][y] != 1 && Layout[x + 1][y].equals("0")) {// 没过界，未访问，可达，当前位置向下找FindWay(Layout, x + 1, y);}}

5. 放炸弹炸死敌人

代码如下（Main类中），逻辑很简单，就是向上下左右四个方向炸，注释很清楚就不解释了：

    // 爆炸public static void Destroy(String[][] Layout, int x, int y) {// 把炸弹放在(x,y)位置，然后将爆炸路径上的敌人杀死// 炸弹的上下左右四个方向搜寻敌人int center_x = x, center_y = y;// 暂存炸弹位置// 炸弹往上炸while (x >= 0 && !Layout[x][y].equals("W")) {// 没过界，没到墙if (Layout[x][y].equals("E")) {// 如果炸到了敌人，此时敌人坐标为(x,y)，在敌人清单中找到此敌人for (Enemy enemy : EnemyList) {if (enemy.getX() == x && enemy.getY() == y) {enemy.setDestroyed(true);// 标记此敌人已被炸死}}}x--;// 继续往上炸}// 炸弹往下炸x = center_x;while (x < n && !Layout[x][y].equals("W")) {// 没过界，没到墙if (Layout[x][y].equals("E")) {// 如果炸到了敌人，此时敌人坐标为(x,y)，在敌人清单中找到此敌人for (Enemy enemy : EnemyList) {if (enemy.getX() == x && enemy.getY() == y) {enemy.setDestroyed(true);// 标记此敌人已被炸死}}}x++;// 继续往下炸}// 炸弹往左炸x = center_x;while (y >= 0 && !Layout[x][y].equals("W")) {// 没过界，没到墙if (Layout[x][y].equals("E")) {// 如果炸到了敌人，此时敌人坐标为(x,y)，在敌人清单中找到此敌人for (Enemy enemy : EnemyList) {if (enemy.getX() == x && enemy.getY() == y) {enemy.setDestroyed(true);// 标记此敌人已被炸死}}}y--;// 继续往左炸}// 炸弹往右炸y = center_y;while (y < n && !Layout[x][y].equals("W")) {// 没过界，没到墙if (Layout[x][y].equals("E")) {// 如果炸到了敌人，此时敌人坐标为(x,y)，在敌人清单中找到此敌人for (Enemy enemy : EnemyList) {if (enemy.getX() == x && enemy.getY() == y) {enemy.setDestroyed(true);// 标记此敌人已被炸死}}}y++;// 继续往右炸}}

6.在可达区域放置两颗炸弹，并且统计最大杀敌数

这一部分用到了上一部分的方法，主要逻辑就是：遍历所有可达区域，先放第一颗炸弹，炸死敌人。再放第二颗炸弹，炸死敌人。最后统计杀敌数，获得最大杀敌数情况的两颗炸弹坐标以及杀敌数量。

这一部分是重复运算最多的部分，可以通过改进算法来减少运算，但是，我，没空。简单写写啦。代码如下（Main类中）：

    public static void PutBomb(String[][] Layout) throws IOException, ClassNotFoundException {// 放第一颗炸弹for (int i = 0; i < n; i++) {for (int j = 0; j < n; j++) {if (Area[i][j] == 1) {// 可达区域，放炸弹，放第一颗炸弹之前，初始化敌人清单EnemyList = DeepCopy(TempEnemyList_Start);Destroy(Layout, i, j);// 暂存第一个炸弹爆炸后的敌人清单List<Enemy> TempEnemyList_FirstBomb = DeepCopy(EnemyList);// 放第二颗炸弹for (int l = 0; l < n; l++) {for (int m = 0; m < n; m++) {if (l == i && m == j) {// 放过炸弹了continue;}if (Area[l][m] == 1) {// 如果可达区域Destroy(Layout, l, m);// 统计死亡敌人个数for (Enemy enemy : EnemyList) {if (enemy.isDestroyed())Count++;}// 记录最大情况，以及炸弹位置if (Count > Max_Count) {Max_Count = Count;x1_max = i;y1_max = j;x2_max = l;y2_max = m;}Count = 0;// 还原为第一次爆炸后敌人的清单EnemyList = DeepCopy(TempEnemyList_FirstBomb);}}}}}}}

7.Main类

上面的方法定义完成后，主类就没啥代码了，调用就行：

    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {// 随机生成游戏布局Layout = GameLayoutOutput();// 展示游戏布局ShowLayout(Layout);// 寻找炸弹人可达区域FindWay(Layout, x_BombMan, y_BombMan);// 获取敌人清单（敌人所在坐标、是否被摧毁）getEnemyList(Layout);// 暂存原始敌人清单TempEnemyList_Start = DeepCopy(EnemyList);// 放炸弹，并且获得所有情况下的最大杀敌数PutBomb(Layout);System.out.println("情况可能不唯一，但算法保证运算正确");System.out.println("1号炸弹位置：" + "(" + (x1_max + 1) + "," + (y1_max + 1) + ")");System.out.println("2号炸弹位置：" + "(" + (x2_max + 1) + "," + (y2_max + 1) + ")");System.out.println("合计灭敌数：" + Max_Count);}

至此，程序基本功能完成。

三、总程序代码

下面的内容就是上面代码的汇总，反正就俩类，挺简单的。上面没提到的变量定义在下面的代码中会展示：

1.Enemy类

package com.company;import java.io.Serializable;public class Enemy implements Serializable {private int x;// 敌人横坐标private int y;// 敌人纵坐标private boolean destroyed = false;// 是否被摧毁public void setX(int x) {this.x = x;}public void setY(int y) {this.y = y;}public void setDestroyed(boolean destroyed) {this.destroyed = destroyed;}public int getX() {return x;}public int getY() {return y;}public boolean isDestroyed() {return destroyed;}
}

2.Main类

package com.company;import java.io.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;public class Main {private static int n = 10;// 布局为n方阵private static int num = 33;// 墙的数量、敌人数、空地数private static int x_BombMan, y_BombMan;// 炸弹人位置private static String[][] Layout = new String[n][n];// 布局转换private static int[][] Area = new int[n][n];// 可达区域布局private static int[][] Flag = new int[n][n];// 访问位数组private static List<Enemy> EnemyList = new ArrayList<>();// 敌人清单private static List<Enemy> TempEnemyList_Start;// 暂存敌人清单private static int x1_max = 0, y1_max = 0, x2_max = 0, y2_max = 0, Count = 0, Max_Count = 0;// 记录两颗炸弹的横纵坐标，以及最大杀敌数public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {// 随机生成游戏布局Layout = GameLayoutOutput();// 展示游戏布局ShowLayout(Layout);// 寻找炸弹人可达区域FindWay(Layout, x_BombMan, y_BombMan);// 获取敌人清单（敌人所在坐标、是否被摧毁）getEnemyList(Layout);// 暂存原始敌人清单TempEnemyList_Start = DeepCopy(EnemyList);// 放炸弹，并且获得所有情况下的最大杀敌数PutBomb(Layout);System.out.println("情况可能不唯一，但算法保证运算正确");System.out.println("1号炸弹位置：" + "(" + (x1_max + 1) + "," + (y1_max + 1) + ")");System.out.println("2号炸弹位置：" + "(" + (x2_max + 1) + "," + (y2_max + 1) + ")");System.out.println("合计灭敌数：" + Max_Count);}// BombGame随机生成游戏地图public static String[][] GameLayoutOutput() {int count = 0;int x = 0, y = 0, i = 0, j = 0;String[][] Layout = new String[n][n];Random random = new Random();// 初始化，全是空地for (i = 0; i < n; i++) {for (j = 0; j < n; j++) {Layout[i][j] = "0";}}// 随机生成1个炸弹人，5面墙，5个敌人，5个空位// 生成炸弹人位置x = random.nextInt(n);y = random.nextInt(n);Layout[x][y] = "B";x_BombMan = x;y_BombMan = y;// 生成墙while (count < num) {// 没放完墙x = random.nextInt(n);y = random.nextInt(n);if (!Layout[x][y].equals("B")) {// 如果不是炸弹人的位置Layout[x][y] = "W";count++;}}// 生成敌人count = 0;while (count < num) {// 没放完敌人x = random.nextInt(n);y = random.nextInt(n);if (!Layout[x][y].equals("B") && !Layout[x][y].equals("W")) {// 如果不是炸弹人的位置，也不是墙的位置Layout[x][y] = "E";count++;}}return Layout;}public static void FindWay(String[][] Layout, int x, int y) {// 从炸弹人位置(x,y)开始找可达区域，找到之后记录下来Area[x][y] = 1;// 初始位置必定可达Flag[x][y] = 1;// 访问位置为1if (y - 1 >= 0 && Flag[x][y - 1] != 1 && Layout[x][y - 1].equals("0")) {// 没过界，未访问，可达，当前位置向左找FindWay(Layout, x, y - 1);}if (y + 1 < n && Flag[x][y + 1] != 1 && Layout[x][y + 1].equals("0")) {// 没过界，未访问，可达，当前位置向右找FindWay(Layout, x, y + 1);}if (x - 1 >= 0 && Flag[x - 1][y] != 1 && Layout[x - 1][y].equals("0")) {// 没过界，未访问，可达，当前位置向上找FindWay(Layout, x - 1, y);}if (x + 1 < n && Flag[x + 1][y] != 1 && Layout[x + 1][y].equals("0")) {// 没过界，未访问，可达，当前位置向下找FindWay(Layout, x + 1, y);}}// 获取游戏地图中的敌人分布情况public static void getEnemyList(String[][] Layout) {int i, j;for (i = 0; i < n; i++) {for (j = 0; j < n; j++) {if (Layout[i][j].equals("E")) {Enemy enemy = new Enemy();enemy.setX(i);enemy.setY(j);EnemyList.add(enemy);// 把敌人加入敌人清单，记录敌人的横坐标x和纵坐标y}}}}// 爆炸public static void Destroy(String[][] Layout, int x, int y) {// 把炸弹放在(x,y)位置，然后将爆炸路径上的敌人杀死// 炸弹的上下左右四个方向搜寻敌人int center_x = x, center_y = y;// 暂存炸弹位置// 炸弹往上炸while (x >= 0 && !Layout[x][y].equals("W")) {// 没过界，没到墙if (Layout[x][y].equals("E")) {// 如果炸到了敌人，此时敌人坐标为(x,y)，在敌人清单中找到此敌人for (Enemy enemy : EnemyList) {if (enemy.getX() == x && enemy.getY() == y) {enemy.setDestroyed(true);// 标记此敌人已被炸死}}}x--;// 继续往上炸}// 炸弹往下炸x = center_x;while (x < n && !Layout[x][y].equals("W")) {// 没过界，没到墙if (Layout[x][y].equals("E")) {// 如果炸到了敌人，此时敌人坐标为(x,y)，在敌人清单中找到此敌人for (Enemy enemy : EnemyList) {if (enemy.getX() == x && enemy.getY() == y) {enemy.setDestroyed(true);// 标记此敌人已被炸死}}}x++;// 继续往下炸}// 炸弹往左炸x = center_x;while (y >= 0 && !Layout[x][y].equals("W")) {// 没过界，没到墙if (Layout[x][y].equals("E")) {// 如果炸到了敌人，此时敌人坐标为(x,y)，在敌人清单中找到此敌人for (Enemy enemy : EnemyList) {if (enemy.getX() == x && enemy.getY() == y) {enemy.setDestroyed(true);// 标记此敌人已被炸死}}}y--;// 继续往左炸}// 炸弹往右炸y = center_y;while (y < n && !Layout[x][y].equals("W")) {// 没过界，没到墙if (Layout[x][y].equals("E")) {// 如果炸到了敌人，此时敌人坐标为(x,y)，在敌人清单中找到此敌人for (Enemy enemy : EnemyList) {if (enemy.getX() == x && enemy.getY() == y) {enemy.setDestroyed(true);// 标记此敌人已被炸死}}}y++;// 继续往右炸}}public static void PutBomb(String[][] Layout) throws IOException, ClassNotFoundException {// 放第一颗炸弹for (int i = 0; i < n; i++) {for (int j = 0; j < n; j++) {if (Area[i][j] == 1) {// 可达区域，放炸弹，放第一颗炸弹之前，初始化敌人清单EnemyList = DeepCopy(TempEnemyList_Start);Destroy(Layout, i, j);// 暂存第一个炸弹爆炸后的敌人清单List<Enemy> TempEnemyList_FirstBomb = DeepCopy(EnemyList);// 放第二颗炸弹for (int l = 0; l < n; l++) {for (int m = 0; m < n; m++) {if (l == i && m == j) {// 放过炸弹了continue;}if (Area[l][m] == 1) {// 如果可达区域Destroy(Layout, l, m);// 统计死亡敌人个数for (Enemy enemy : EnemyList) {if (enemy.isDestroyed())Count++;}// 记录最大情况，以及炸弹位置if (Count > Max_Count) {Max_Count = Count;x1_max = i;y1_max = j;x2_max = l;y2_max = m;}Count = 0;// 还原为第一次爆炸后敌人的清单EnemyList = DeepCopy(TempEnemyList_FirstBomb);}}}}}}}// List深复制public static <T> List<T> DeepCopy(List<T> List) throws IOException, ClassNotFoundException {ByteArrayOutputStream ByteOut = new ByteArrayOutputStream();ObjectOutputStream Out = new ObjectOutputStream(ByteOut);Out.writeObject(List);ByteArrayInputStream ByteIn = new ByteArrayInputStream(ByteOut.toByteArray());ObjectInputStream In = new ObjectInputStream(ByteIn);@SuppressWarnings("unchecked")List<T> Temp = (List<T>) In.readObject();return Temp;}// 程序测试时输出布局public static void ShowLayout(String[][] Layout) {int i, j;for (i = 0; i < n; i++) {for (j = 0; j < n; j++) {System.out.print(Layout[i][j]);}System.out.println();}}
}

3.运行结果

注意

在随机生成的游戏地图中，如果炸弹人没位置可走（周围都是墙或者敌人），或者只能放一颗炸弹，没有多余的空位，程序输出最大杀敌数为0。