黑白翻转棋算法java实现_黑白翻转棋算法java实现
翻转游戏是在4*4的正方形里进行的,每个小正方形放有拥有黑白两面的棋子。每一轮你翻转3-5个棋子,把它从白变黑或从黑变白。
翻转的规则如下: 1. 选择任意一个棋子。 2. 翻转选择的棋子和与它相临的前后左右的棋子(如果有的话)
参考如下例子:
bwbw
wwww
bbwb
bwwb
其中 b表示黑色在上面,w表示白色在上面。如果选择第三行第一个棋子 进行翻转结果如下:
bwbw
bwww
wwwb
wwwb
游戏的目标在于使所有白色或所有黑色朝上,你的任务是计算完成目标所需要的最少步数。
[输入]
输入4行,每行4单词w或b,表示游戏初始格局。 [输出]:
输出完成目标所需最小步数。如果最初格局及达到目 标,输出0; 不能达到目标输出“Impossible”(不用引号)。 [样例]:
Sample Input :
bwwb
bbwb
bwww
Sample Output:
4
实际上我们完全可以只枚举第一行的操作,第一行有(翻,翻,翻,翻)(翻,翻,翻,不翻)。。。(不翻,不翻,不翻,不翻)16种,如果我们想把棋子全部翻成一种颜色的话,那么第二行的操作就是固定的了(因为第一行的 棋子的状态对第二行棋子的翻转进行了约束,如果想把第一行的棋子变成白色,那么第二行中位于第一行黑色棋子下方的位置必须翻转,反之亦然), 那么第三行、第四行的操作显然也是固定的了。
实现代码如下:
/**
*
*/
/**
*@author Administrator
*
*/
package fanzhuanQi;
import java.util.Scanner;
public class fanzhuan{
static int steps=Integer.MAX_VALUE;
//(x,y)坐标合起来就是中心点及上下左右坐标啦!
static int [] dx={0,0,0,1,-1};
static int[] dy={0,1,-1,0,0};
/**
*把每一行的状态和整个状态都以2进制表示,四个2进制数排成一行,组成整个状态。
*1010
*0000
*1101
*1001
*如图的状态表示为:1010000011011001
*@paramx横坐标点(注意:坐标系右下为(0,0)左上为(3,3))
*@paramy纵坐标点
*@paramsource(整个状态如上面的1010000011011001)
*@return改变确定位置的状态,如1变成0或者0变成1*/
public static int flip(int x,int y,int source)
{
if(x>=0&&x<4&&y>=0&&y<4)
source^=1<
return source;
}
/*
*@paramcurrent当前行
*@paramnum回合数
*@paramsource原数据,比如:1010000011011001
*@paramflag标志如果数据源当前位的状态不为flag,则翻动**/
public static void dfs(int current,int num,int source,int flag){
if(current==4)
{
if(source==0xFFFF||source==0)
{
//已经完成任务
steps=num
}
return ;
}
//把当前行都翻成同种颜色
int x,y;
for(int i=current-1,j=0;j<4;j++)//每行有4个,翻或者不翻共4种 ;翻动current行需要看current-1行的状态
{
if(((source&(1<>(i*4+j)^flag)==1){//判断当前行的j位置是否是flag标志,若不是则翻动
//source&(1<
for(int k=0;k<5;k++)//当前位置以及上下左右,5个位置翻动
{
x=current+dx[k];
y=j+dy[k];
source=flip(x, y, source);
}
num++;
}
}
dfs(current+1, num, source, flag);
}
/* 第一行共有16种翻法(翻,翻,翻,翻)(翻,翻,翻,不翻)。。。(不翻,不翻,不翻,不翻)
* * */
public static int solve(int source)
{
for(int i=0;i<16;i++)
{
int num=0;
int temp=source;
int x,y;
for(int j=0;j<4;j++)
{
if((i&(1<0){
for(int k=0;k<5;k++){
x=0+dx[k];
y=j+dy[k];
temp=flip(x, y, temp);
}
num++;
}
}
dfs(1, num, temp, 0); //全部翻成白色
}
return steps==Integer.MAX_VALUE?-1:steps;
}
public static void main(String[] args)
{
Scanner scanner=new Scanner(System.in);
int source=0;
String string="";
for(int i=0;i<4;i++)
{
string+=scanner.nextLine().trim();
}
for(int i=0;i
{
source=(i==0?source:(source<<1))+(string.substring(i, i+1).equals("b")?1:0);
}
if(solve(source)!=-1)
{
System.out.println(steps);
}else{
System.out.println("Impossible");
}
}
}
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