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城市规划问题要求在n x n地图中放置最大数量的堡垒,且任何两个堡垒不能在同一行或同一列,除非它们能被墙阻挡。这个问题可以通过建立二分图并求最大匹配来解决。
一、问题理解
地图分析:每个格子要么是可用的地带(.),要么是墙(X)。 限制条件:同一行或列的两个堡垒必须满足:要么之间有墙阻挡,要么它们不在同一行或列。 二、建模思路
分割为行和列:将行和列的可行位置分别作为二分图的两个部分,节点表示可行的位置。 建立边:在行列节点之间创建边,当且仅当一行位置可以与一列位置互不干扰(即它们之间没有互相攻击的可能)。 求最大匹配:找到二分图中的最大匹配,这个数对应最多的堡垒位置。 三、建图过程
初始化:根据地图构建行和列的可行列表,记录每个位置前一个非墙的位置,确定可行区间。 松弛匹配:使用深度优先搜索遍历行和列的可行位置,找到对应的匹配。判断两个位置是否符合互不攻击的条件,创建边。 计算匹配数:逐个检查每个行位置的可用列位置,找到最大的匹配数目。 四、优化思路
剪枝机制:在遍历时,避免重复检查已访问过的节点,提高效率。 回溯法:使用深度优先搜索,确保在找到所有可能的匹配时,能正确回溯并更新最大值。 五、测试与验证
样例验证:将输入数据代入代码,验证样例输出是否正确。例如,4x4地图输出应为5。 极端情况分析:测试全墙地图、全开地图等特殊情况下堡垒的数量是否正确。 调试与技巧:遇到错误时,逐步剪枝,检查条件逻辑,确保边的建立正确无误。 六、结论
通过构建二分图并求最大匹配,可以有效解决这个城市规划问题。代码的逻辑清晰,使用深度优先搜索有助于高效地找到最优解。通过严格的测试和验证,最终可获得正确的最多堡垒数目。
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