U1.【UVA】块问题-The Blocks Problem(补充了pair的使用)

move a onto b 其中a和b是积木编号，将积木a放在积木b上。在执行此操作之前，需要将积木a和积木b上堆叠的所有积木放回其初始位置。

move a over b 其中a和b是积木编号，将积木a放在包含积木b的堆叠的顶部。在执行此操作之前，需要将积木a上堆叠的所有积木放回其初始位置。

pile a onto b 其中a和b是积木编号，将包含积木a及其上方所有积木的堆叠移动到积木b上。在执行此操作之前，需要将积木b上堆叠的所有积木放回其初始位置。积木a上方的积木在移动时保持其原有顺序。

pile a over b 其中a和b是积木编号，将包含积木a及其上方所有积木的堆叠放在包含积木b的堆叠的顶部。积木a上方的积木在移动时保持其原有顺序。

quit 终止积木世界的操作。任何a=b或a和b在同一个积木堆叠中的指令都是非法指令。所有非法指令应被忽略，并且不应影响积木的配置。

测试用例的过程图描述

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move 9 onto 1

move 8 over 1

move 7 over 1

move 6 over 1

pile 8 over 6

pile 8 over 5

move 2 over 1

move 4 over 9

quit

初始情况

move 9 onto 1

move 8 over 1

move 7 over 1

move 6 over 1

pile 8 over 6,由于积木8和积木6在同一个积木堆上,因此为非法指令

pile 8 over 5

move 2 over 1

move 4 over 9

quit

3.代码

由过程图可知,应该用vector数组:vector<int> arr[25]

输入n后应该对vector数组初始化:即循环来尾插一个元素,可以写在类的构造函数里

注意:指令中的a和b指定不是下标,而是对应的积木编号,因此读完一条指令后++应该先找到a和b位于哪个下标的积木堆上++ ,这里可以写一个查找函数find,使其返回两个下标(位于?下标的积木堆上,位于积木堆的?位置),则查找函数find的返回值应该有两个下标,但之前函数的文章只讲过返回一个值的函数,这里要引入STL库的pair模版

前置知识:STL库的模版类:pair<类型1, 类型2>

头文件:<utility>

pair可以简单理解为C++里面的结构体,里面两个变量

cpp 复制代码

struct pair
{
    type first;
    type second;
}

first和second可以定义为自己想要的任意类型

例如:pair<int, int>表示pair对象包含两个int类型的值,使用p.first和p.second来分别访问pair的第一个和第二个元素

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <utility>
using namespace std; 
int main() {
    pair<int, int> p = {1, 2};
    cout << "First: " << p.first << " Second: " << p.second;
    return 0;
}

由于pair<?,?>x写起来较麻烦,因此可以typedef

cpp 复制代码

typedef pair<int,int> PII;//PII:P为pair,I为int
PII a;
typedef pair<long,int> PLI;//PII:P为pair,L为long
PLI b;
typedef pair<long,long> PLL;
PLL c;

查找积木函数find代码

cpp 复制代码

	pair<int,int> find(int data)
	{
		for (int i=0;i<n;i++)
		{
			for (int j=0;j<arr[i].size();j++)
			{
				if (arr[i][j]==data)//如果找到 
				{
					return {i,j};//注意写法{?,?} 
				}
			}
		}
	}

注意pair<类型1,类型2>返回值的写法:return {?,?};

move、pile、onto和over操作分析

move a onto b : 把 a 和 b 上方的木块归位，然后把 a 放到 b 上面。

move a over b : 把 a 上方的木块归位，然后把 a 放在 b 所在木块堆的最上方。

pile a onto b : 把 b 上方的木块归位，然后把 a 及以上的木块坨到 b 上面。

pile a over b : 把 a 及以上的木块坨到 b 的上面。

拆解步骤:

move: a上方归位

pile: a及a以上的积木放在b上

onto: b上方归位,a及a以上的积木放在b上

over:a及a以上的积木放在b上

例如move a onto b:a上方归位+b上方归位,a及a以上(其实只有a)的积木放在b上

统一看来:只有两种操作:1.归位 2.a及a放在b上(移动)

归位函数clean代码

分析:

cpp 复制代码

	void clean(int x_a, int y_a)
	{
		for (int i = y_a + 1; i < arr[x_a].size(); i++)
		{
			arr[arr[x_a][i]].push_back(arr[x_a][i]);
		}
		arr[x_a].resize(y_a + 1);
	}

移动函数move代码

分析:

cpp 复制代码

	void move(int x_a, int y_a, int x_b)
	{
		for (int i = y_a; i < arr[x_a].size(); i++)
		{
			arr[x_b].push_back(arr[x_a][i]);
		}
		arr[x_a].resize(y_a);
	}

打印结果函数的代码

下面这个代码是错误的,一定要严格遵守题目的要求!!

cpp 复制代码

	void print()
	{
		for (int i=0;i<n;i++)
		{
			cout<<i<<": ";
			for (int j=0;j<arr[i].size();j++)
			{
				cout<<arr[i][j]<<" ";
			}
			cout<<endl;
		}
	}

cout<<arr[i][j]<<" ";会导致尾部打印多余的空格,会判错!!!

正确代码

cpp 复制代码

	void print()
	{
		for (int i = 0; i < n; i++)
		{
			cout << i << ":";
			for (int j = 0; j < arr[i].size(); j++)
			{
				cout << " " <<arr[i][j];//空格前置打印
			}
			cout << endl;
		}
	}

完整代码

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <utility>//pair模版 
#include <vector>
#define endl "\n"//提高换行的运行速度 
#pragma GCC optimize(3)//STL开O3优化 
using namespace std;
class Solution
{
public:
	int n;
	vector<int> arr[25];
	Solution(int num)//传参版的构造函数 
	{
		for (int i = 0; i < num; i++)
		{
			arr[i].push_back(i);
		}
		n = num;
	}

	pair<int, int> find(int data)
	{
		for (int i = 0; i < n; i++)
		{
			for (int j = 0; j < arr[i].size(); j++)
			{
				if (arr[i][j] == data)//如果找到 
				{
					return { i,j };//注意写法{?,?} 
				}
			}
		}
	}

	void print()
	{
		for (int i = 0; i < n; i++)
		{
			cout << i << ":";
			for (int j = 0; j < arr[i].size(); j++)
			{
				cout << " " <<arr[i][j];
			}
			cout << endl;
		}
	}

	void clean(int x_a, int y_a)
	{
		for (int i = y_a + 1; i < arr[x_a].size(); i++)
		{
			arr[arr[x_a][i]].push_back(arr[x_a][i]);
		}
		arr[x_a].resize(y_a + 1);
	}

	void move(int x_a, int y_a, int x_b)
	{
		for (int i = y_a; i < arr[x_a].size(); i++)
		{
			arr[x_b].push_back(arr[x_a][i]);
		}
		arr[x_a].resize(y_a);
	}
};
int main()
{
	//提高cin和cout的执行速度 
	std::ios::sync_with_stdio(false);
	std::cin.tie(0);
	
	int n, a, b;
	string op1, op2;
	
	cin >> n;
	Solution sol(n);//将参数n传给构造函数,用于初始化
	while (1)
	{
		cin >> op1;
		if (op1 == "quit")
			break;
		cin >> a >> op2 >> b;

		pair<int, int> pair_a = sol.find(a);
		int x_a = pair_a.first;//a的横坐标 
		int y_a = pair_a.second;//a的纵坐标 
		pair<int, int> pair_b = sol.find(b);
		int x_b = pair_b.first;//a的横坐标 
		int y_b = pair_b.second;//a的纵坐标 
		if (x_a==x_b)
		 continue;
		if (op1 == "move")
		{
			sol.clean(x_a, y_a);
		}
		if (op2 == "onto")
		{
			sol.clean(x_b, y_b);
		}
		sol.move(x_a, y_a, x_b);
	}
	sol.print();
	return 0;
}

4.提交结果

5.其他说明

有兴趣的读者可以去看看刘老师在《算法竞赛入门经典(第2版)》书中的第109页~第112页写的解法