手搓哈希表、列表、队列,只为了用C语言快速求解华容道游戏,我不是大佬,只是一个游戏算法爱好者
背景
多年前曾经写过C语言求解华容道,当时没有用到哈希表,导致整个查重搜索数组过大,每次求解都得花上数分钟的时间,如今时过境迁,对数据结构和算法有了更深的理解,所以得把这一块补上了。(其实就是最近想换工作,发现都喜欢算法大佬,所以写一个来敲一敲面试官的脑壳)
游戏
华容道挑战 7724游戏
方案
把曹操格子用1表示,横将用2表示,竖将用3表示,小兵用4表示,空地用0表示,上图可以转化了代号
2244
3110
3110
3433
3433
把上术内容保存到文本文件problem.txt当中
编写源文件main.c,内容为
/*==============依赖库导入 start================*/
#include<stdio.h> /* 标准输入输出库 */
#include<string.h> /* 字符串处理库 */
#include<malloc.h> /* 动态内存管理库 */
/*==============依赖库导入 end==================*//*================宏定义 start==================*/
/* 格子宏 */
#define SPACE '0' /* 空格 */
#define BIG '1' /* 大格 */
#define HORIZONTAL '2' /* 横格 */
#define VERTICAL '3' /* 竖格 */
#define SMALL '4' /* 小格 */
/* 方向宏 */
#define UP 1 /* 上 */
#define DOWN 2 /* 下 */
#define LEFT 3 /* 左 */
#define RIGHT 4 /* 右 */
/* 哈希宏 */
#define PRIMER 31 /* 素数系数 */
#define MOD 10007 /* 素数哈希 */
/*================宏定义 end====================*//*===============数据结构 start=================*/
typedef struct LinkList { /* 链表 */char *str; /* 字符串 */struct LinkList *next; /* 下一个节点指针 */
} LinkList;typedef struct HashSet { /* 哈希集合 */LinkList *linkList[MOD]; /* 链表数组 */
} HashSet;typedef struct Block { /* 方块 */char type; /* 类型 */int x; /* 左上角横坐标 */int y; /* 左上角纵坐标 */int w,h; /* 格子宽高 */struct Block *next; /* 下一个节点 */
} Block;typedef struct Operation { /* 操作 */int x,y; /* 格子位置 */int direction; /* 移动类型 */
} Operation;typedef struct Node { /* 节点 */char **arr; /* 字符数组 */Operation *operation; /* 上一步操作 */struct Node *previous; /* 上一个节点 */struct Node *next; /* 下一个节点 */
} Node;typedef struct Queue { /* 队列 */Node *head; /* 队头 */Node *tail; /* 队尾 */int count; /* 数量 */
} Queue;
/*===============数据结构 end===================*//* 从文件读取题目 */
void readProblemFile(char **arr,char *filepath) {freopen(filepath,"r",stdin);int i,j;for(i=0; i<5; i++) {scanf("%s",arr[i]);printf("%s\n",arr[i]);}printf("\n");
}/* 获取字符数组哈希码 */
int hashCode(char **arr,char value[]) {int res=0;int i,j,k=0;for(i=0; i<5; i++) {for(j=0; j<4; j++) {value[k]=arr[i][j];k++;res=res*PRIMER+arr[i][j]-'0';res%=MOD;}}return res;
}/* 往哈希表中添加对象 */
int addObjectToHashSet(char **arr,HashSet *hashSet) {char value[21]= {'\0'};int code=hashCode(arr,value);LinkList *linkList=hashSet->linkList[code];while(linkList!=NULL) {if(strcmp(linkList->str,value)==0) {return 0;} else {linkList=linkList->next;}}LinkList *listHead=(LinkList*)malloc(sizeof(LinkList));listHead->str=(char*)malloc(sizeof(char)*21);strcpy(listHead->str,value);listHead->next=hashSet->linkList[code];hashSet->linkList[code]=listHead;return 1;
}/* 释放哈希表 */
void freeHashSet(HashSet *hashSet) {int i;for(i=0; i<MOD; i++) {while(hashSet->linkList[i]!=NULL) {LinkList *linkList=hashSet->linkList[i];hashSet->linkList[i]=hashSet->linkList[i]->next;free(linkList);}}free(hashSet);
}/* 入队 */
void enQueue(char **arr,int x,int y,int direction,Queue *queue) {int i;Node *node=(Node*)malloc(sizeof(Node));node->arr=(char**)malloc(sizeof(char*)*5);for(i=0; i<5; i++) {node->arr[i]=(char*)malloc(sizeof(char)*5);strcpy(node->arr[i],arr[i]);}if(x==-1||y==-1||direction==-1) {node->operation=NULL;} else {node->operation=(Operation*)malloc(sizeof(Operation));node->operation->x=x;node->operation->y=y;node->operation->direction=direction;}node->previous=NULL;node->next=NULL;if(queue->head==NULL) {queue->head=node;queue->tail=node;queue->count=0;} else {queue->tail->next=node;node->previous=queue->head;queue->tail=node;}queue->count++;
}/* 出队 */
void deQueue(Queue *queue) {queue->head=queue->head->next;queue->count--;
}/* 释放队列 */
void freeQueue(Queue *queue) {while(queue->head!=NULL) {Node* node=queue->head;queue->head=queue->head->next;if(node->operation!=NULL) {free(node->operation);}if(node->arr!=NULL) {int i;for(i=0; i<5; i++) {free(node->arr[i]);}free(node->arr);}}free(queue);
}/* 生成格子链表 */
Block* getBlocks(char **arr) {int i,j,u,v;Block* blocks=NULL;char temp[5][4]= {0};for(i=0; i<5; i++) {strcpy(temp[i],arr[i]);}for(i=0; i<5; i++) {for(j=0; j<4; j++) {if(temp[i][j]==SPACE) {continue;}Block *block=(Block*)malloc(sizeof(Block));block->next=blocks;blocks=block;block->type=temp[i][j];block->x=i;block->y=j;switch(temp[i][j]) {case BIG:block->w=2;block->h=2;break;case HORIZONTAL:block->w=2;block->h=1;break;case VERTICAL:block->w=1;block->h=2;break;case SMALL:block->w=1;block->h=1;break;}for(u=i; u<i+block->h; u++) {for(v=j; v<j+block->w; v++) {temp[u][v]=SPACE;}}}}return blocks;
}/* 释放格子链表 */
void freeBlocks(Block *blocks) {while(blocks->next!=NULL) {Block *block=blocks;blocks=blocks->next;free(block);}
}/* 创建字符数组 */
char** createArray() {int i,j;char** res=(char**)malloc(sizeof(char*)*5);for(i=0; i<5; i++) {res[i]=(char*)malloc(sizeof(char)*5);for(j=0; j<4; j++) {res[i][j]='0';}res[i][4]='\0';}return res;
}/* 释放字符数组 */
void freeArray(char **arr) {int i;for(i=0; i<5; i++) {free(arr[i]);}free(arr);
}/* 方块转字符数组 */
void blocksToArray(Block *blocks,char **arr) {int i,j;while(blocks!=NULL) {Block *block=blocks;blocks=blocks->next;for(i=block->x; i<block->x+block->h; i++) {for(j=block->y; j<block->y+block->w; j++) {arr[i][j]=block->type;}}}
}/* 打印所求结果 */
void displaySolution(Node *node) {if(node->operation==NULL) {return;} else {displaySolution(node->previous);int i;char directionName[][10]= {"","↑","↓","←","→"};printf("[%d,%d] %s\n",node->operation->x,node->operation->y,directionName[node->operation->direction]);}
}/* 主函数 */
int main(int argc,char *argv[]) {char **array=(char**)malloc(sizeof(char*)*5);int i,j;for(i=0; i<5; i++) {array[i]=(char*)malloc(sizeof(char)*5);array[i][4]='\0';}if(argc==2) {readProblemFile(array,argv[1]);} else {strcpy(array[0],"3113\0");strcpy(array[1],"3113\0");strcpy(array[2],"3223\0");strcpy(array[3],"3443\0");strcpy(array[4],"4004\0");}HashSet hashSet;for(i=0; i<MOD; i++) {hashSet.linkList[i]=NULL;}Queue queue;queue.head=NULL;queue.tail=NULL;Node *result=NULL;addObjectToHashSet(array,&hashSet);enQueue(array,-1,-1,-1,&queue);free(array);while(queue.head!=NULL) {Node *node=queue.head;if(node->arr[3][1]==BIG && node->arr[4][2]==BIG) {result=node;break;}Block *blocks=getBlocks(node->arr);Block *blocksHead=blocks;while(blocksHead!=NULL) {Block *block=blocksHead;blocksHead=blocksHead->next;char **arr=NULL;switch(block->type) {case BIG:if(block->x>0 && node->arr[block->x-1][block->y]==SPACE && node->arr[block->x-1][block->y+1]==SPACE) {arr=createArray();block->x--;blocksToArray(blocks,arr);block->x++;if(addObjectToHashSet(arr,&hashSet)) {enQueue(arr,block->x,block->y,UP,&queue);}}if(block->x+block->h<5 && node->arr[block->x+block->h][block->y]==SPACE && node->arr[block->x+block->h][block->y+1]==SPACE) {arr=createArray();block->x++;blocksToArray(blocks,arr);block->x--;if(addObjectToHashSet(arr,&hashSet)) {enQueue(arr,block->x,block->y,DOWN,&queue);}}if(block->y>0 && node->arr[block->x][block->y-1]==SPACE && node->arr[block->x+1][block->y-1]==SPACE) {arr=createArray();block->y--;blocksToArray(blocks,arr);block->y++;if(addObjectToHashSet(arr,&hashSet)) {enQueue(arr,block->x,block->y,LEFT,&queue);}}if(block->y+block->w<4 && node->arr[block->x][block->y+block->w]==SPACE && node->arr[block->x+1][block->y+block->w]==SPACE) {arr=createArray();block->y++;blocksToArray(blocks,arr);block->y--;if(addObjectToHashSet(arr,&hashSet)) {enQueue(arr,block->x,block->y,RIGHT,&queue);}}break;case HORIZONTAL:if(block->x>0 && node->arr[block->x-1][block->y]==SPACE && node->arr[block->x-1][block->y+1]==SPACE) {arr=createArray();block->x--;blocksToArray(blocks,arr);block->x++;if(addObjectToHashSet(arr,&hashSet)) {enQueue(arr,block->x,block->y,UP,&queue);}}if(block->x+block->h<5 && node->arr[block->x+block->h][block->y]==SPACE && node->arr[block->x+block->h][block->y+1]==SPACE) {arr=createArray();block->x++;blocksToArray(blocks,arr);block->x--;if(addObjectToHashSet(arr,&hashSet)) {enQueue(arr,block->x,block->y,DOWN,&queue);}}if(block->y>0 && node->arr[block->x][block->y-1]==SPACE) {arr=createArray();block->y--;blocksToArray(blocks,arr);block->y++;if(addObjectToHashSet(arr,&hashSet)) {enQueue(arr,block->x,block->y,LEFT,&queue);}}if(block->y+block->w<4 && node->arr[block->x][block->y+block->w]==SPACE) {arr=createArray();block->y++;blocksToArray(blocks,arr);block->y--;if(addObjectToHashSet(arr,&hashSet)) {enQueue(arr,block->x,block->y,RIGHT,&queue);}}break;case VERTICAL:if(block->x>0 && node->arr[block->x-1][block->y]==SPACE) {arr=createArray();block->x--;blocksToArray(blocks,arr);block->x++;if(addObjectToHashSet(arr,&hashSet)) {enQueue(arr,block->x,block->y,UP,&queue);}}if(block->x+block->h<5 && node->arr[block->x+block->h][block->y]==SPACE) {arr=createArray();block->x++;blocksToArray(blocks,arr);block->x--;if(addObjectToHashSet(arr,&hashSet)) {enQueue(arr,block->x,block->y,DOWN,&queue);}}if(block->y>0 && node->arr[block->x][block->y-1]==SPACE && node->arr[block->x+1][block->y-1]==SPACE) {arr=createArray();block->y--;blocksToArray(blocks,arr);block->y++;if(addObjectToHashSet(arr,&hashSet)) {enQueue(arr,block->x,block->y,LEFT,&queue);}}if(block->y+block->w<4 && node->arr[block->x][block->y+block->w]==SPACE && node->arr[block->x+1][block->y+block->w]==SPACE) {arr=createArray();block->y++;blocksToArray(blocks,arr);block->y--;if(addObjectToHashSet(arr,&hashSet)) {enQueue(arr,block->x,block->y,RIGHT,&queue);}}break;case SMALL:if(block->x>0 && node->arr[block->x-1][block->y]==SPACE) {arr=createArray();block->x--;blocksToArray(blocks,arr);block->x++;if(addObjectToHashSet(arr,&hashSet)) {enQueue(arr,block->x,block->y,UP,&queue);}}if(block->x+block->h<5 && node->arr[block->x+block->h][block->y]==SPACE) {arr=createArray();block->x++;blocksToArray(blocks,arr);block->x--;if(addObjectToHashSet(arr,&hashSet)) {enQueue(arr,block->x,block->y,DOWN,&queue);}}if(block->y>0 && node->arr[block->x][block->y-1]==SPACE) {arr=createArray();block->y--;blocksToArray(blocks,arr);block->y++;if(addObjectToHashSet(arr,&hashSet)) {enQueue(arr,block->x,block->y,LEFT,&queue);}}if(block->y+block->w<4 && node->arr[block->x][block->y+block->w]==SPACE) {arr=createArray();block->y++;blocksToArray(blocks,arr);block->y--;if(addObjectToHashSet(arr,&hashSet)) {enQueue(arr,block->x,block->y,RIGHT,&queue);}}break;}}while(blocks!=NULL) {blocksHead=blocks;blocks=blocks->next;free(blocksHead);}deQueue(&queue);}if(result!=NULL) {printf("求解完成\n");displaySolution(result);} else {printf("此题无解\n");}freeHashSet(&hashSet);freeQueue(&queue); return 0;
}
编译源文件main.c得到可执行程序main.exe,把main.exe和problem.txt放在同一个文件夹下。
使用cmd打开此目录,执行命令
main.exe problem.txt > 1.txt
稍后便可在目录下生成1.txt文件,里边保存的就是游戏的通关参考答案。
2244
3110
3110
3433
3433求解完成
[3,3] ↑
[2,3] ↑
[3,2] →
[4,1] →
[3,1] ↓
[1,1] ↓
[0,2] ↓
[1,2] ←
[0,3] ←
[1,3] ↑
[3,3] ↑
[4,2] →
[0,2] ↓
[0,0] →
[1,0] ↑
[3,0] ↑
[4,1] ←
[2,1] ↓
思路
之前已经有博文进行了详细介绍,此处不再赘述。
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文章目录 1.字符指针变量常见的字符指针初始化另一种字符指针初始化例: 2.数组指针变量什么是数组指针变量数组指针变量创建数组指针变量初始化例(二维数组传参的本质) 3.函数指针变量什么是函数指针变量呢?函数指针变量创建函数指…...
从服务器端获取人脸数据,在本地检测特征,并将特征发送给服务器
目录 1.定义函数get_database_process: 2.定义函数features_construct: 3.定义函数send_features_data: 4. 定义函数database_features_construct: 5. main 函数 1.定义函数get_database_process: …...
ARDUINO UNO 12颗LED超酷流水灯效果
效果代码: #define t 30 #define t1 20 #define t2 100 #define t3 50 void setup() { // set up pins 2 to 13 as outputs for (int i 2; i < 13; i) { pinMode(i, OUTPUT); } } /Effect 1 void loop() { effect_1(); effect_1(); effect_…...
Linux下查看pytorch运行时真正调用的cuda版本
一般情况我们会安装使用多个cuda版本。而且pytorch在安装时也会自动安装一个对应的版本。 正确查看方式: 想要查看 Pytorch 实际使用的运行时的 cuda 目录,可以直接输出 cpp_extension.py 中的 CUDA_HOME 变量。 import torch import torch.utils imp…...
分享mfc140u.dll丢失的解决方法,针对原因解决mfc140u.dll丢失的问题
作为电脑小白,如果电脑中出现了mfc140u.dll丢失的问题,肯定会比较的慌乱。但是出现mfc140u.dll丢失的问题,其实也有很简单的办法,所以大家不用慌张,接下来就教大家解决办法,能够有效的解决mfc140u.dll丢失的…...