обзор

Жемчуг (или Масю) - логическая игра, в которую играют на сетке. На сетке размещены черный и белый жемчуг. Цель состоит в том, чтобы сформировать один замкнутый цикл которая проходит через каждую жемчужину, используя только прямые отрезки и прямые углы.

Есть несколько правил, которые управляют тем, как цикл взаимодействует с жемчугом:

• Белый жемчуг должен проходить прямо через него, но петля должна повернуть в предыдущую и / или следующую ячейку на своем пути.
• Черный жемчуг должен быть включен , но петля должна пройти прямо через следующий и предыдущую клетки на своем пути.
• Цикл не должен пересекаться или иным образом пересекаться. Все ячейки имеют ровно ноль или две петли входа / выхода.

Пример головоломки из Википедии (и ее решение):

Ваша задача - решить заданную головоломку. Если есть несколько возможных решений, не имеет значения, какое вы даете.

вход

Ввод будет нерешенной квадратной сеткой. Пример, показанный выше, будет выглядеть так:

..w.w.....
....w...b.
..b.b.w...
...w..w...
b....w...w
..w....w..
..b...w...
w...b....w
......ww..
..b......b

wбелая жемчужина, bчерная жемчужина и .пустая клетка.

Предположим, что ввод действителен. Это означает, что он хорошо сформирован, и по крайней мере одно решение возможно. Все действительные головоломки имеют размер не менее 3х3 и содержат как минимум одну жемчужину.

Выход

Выход - это строка координат, представляющая путь. Верхний левый угол сетки 0 0, верхний правый n-1 0, где n - ширина сетки.

Путь - это просто последовательность упорядоченных координат:

x1 y1 x2 y2 x3 y3 ...

Предполагается, что путь закрыт, поэтому вам не нужно повторять первую координату в конце, но за это не налагается штраф.

Вывод должен состоять как минимум из всех углов пути. Вам не нужно выводить каждую ячейку на пути, если нет поворота. Например, вывод для примера может начинаться с:

1 0 5 0 5 1 ...

или

1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 5 1 ...

Вывод не должен содержать ни одной ячейки, не находящейся в пути. Вы можете начать с любой клетки на пути.

отрывок

Вот фрагмент, который вы можете использовать для визуализации вашего решения. Просто вставьте в сетку, над которой вы работаете, и путь, который вы выводите. Я знаю, что больно смотреть на мой код, поэтому я просто предлагаю вам не делать этого;)

function draw(){document.getElementById("output").innerHTML=gridSVG+pathSVG}function drawCoords(){coords=document.getElementById("coords").value;var e=prefix+'<path fill="none" d="';if(nums=coords.match(/[^\s]+/g),!(nums.length<2)){for(e+="M "+(nums[0]*scale+offset)+" "+(nums[1]*scale+offset),i=2;i<nums.length;i+=2)e+=" L "+(nums[i]*scale+offset)+" "+(nums[i+1]*scale+offset);e+=" L "+(nums[0]*scale+offset)+" "+(nums[1]*scale+offset),e+='" stroke="black" stroke-width="2"/>'+suffix,pathSVG=e,draw()}}function drawPath(){path=document.getElementById("path").value;var e=prefix+'<path fill="none" d="'+path+'" stroke="black" stroke-width="2"/>'+suffix;pathSVG=e,draw()}function drawGrid(){grid=document.getElementById("grid").value;var e=prefix;for(lines=grid.match(/[^\s]+/g),width=lines[0].length*scale,height=lines.length*scale,i=0;i<=lines.length;i++)e+='<path stroke="gray" d="M 0 '+i*scale+" L "+width+" "+i*scale+'"/>',e+='<path stroke="gray" d="M '+i*scale+" 0 L "+i*scale+" "+height+'"/>';for(j=0;j<lines.length;j++)for(line=lines[j],i=0;i<line.length;i++)"w"==line.charAt(i)&&(e+='<circle cx="'+(i*scale+offset)+'" cy="'+(j*scale+offset)+'" r="'+.8*offset+'" stroke="black" fill="white"/>'),"b"==line.charAt(i)&&(e+='<circle cx="'+(i*scale+offset)+'" cy="'+(j*scale+offset)+'" r="'+.8*offset+'" stroke="black" fill="black"/>');e+=suffix,gridSVG=e,draw()}var prefix='<svg height="400" width="400">',suffix="</svg>",scale=30,offset=scale/2,pathSVG="",gridSVG="";

svg{position: absolute;left: 50px;}

Paste grid input here<br><input id="grid" type="textarea" size="80" oninput='drawGrid()' /><br><br>Paste path output here<br><input id="coords" type="textarea" size="80" oninput='drawCoords()' /><br><br><div id="output"></div>

Тестовые случаи

Эти тестовые примеры показывают один возможный выход для каждого входа (кроме последнего, который показан нерешенным). Могут быть другие допустимые пути, вы можете пойти CW или CCW или начать с другой точки и т. Д. Решения должны быть в состоянии решать тестовые случаи в секундах / минутах / часах, а не днях / неделях / эонах.

...
w..
..b

0 0 1 0 2 0 2 1 2 2 1 2 0 2 0 1

.wb..b
......
..b...
w.ww..
......
b....b

0 0 2 0 2 2 4 2 4 1 3 1 3 0 5 0 5 5 3 5 3 4 4 4 4 3 1 3 1 4 2 4 2 5 0 5 0 2 1 2 1 1 0 1

.....w.b.w..
ww..b...b...
.w.....b....
...wbww..b.b
....b.......
w.w.........
..w......b.b
.....bb.....
.....b.....w
w.ww..b.....
...w......w.
b..w.....b..

С 590 640 760 880 963 1018

Грубая сила довольно быстро для этого. Тест 12x12 выполняется менее 10 мс. Зная, что может выбрать какой-то язык, более подходящий для игры в гольф.

Я не предполагаю, что доска квадратная, поскольку большие пазлы, как правило, не квадратные.

Определение Wустанавливает ограничение на размеры платы. Фактический предел меньше, так W - 2как я использую дополнительные строки для границ, чтобы избежать проверки границ.

#define W 40
int Y,X,T,P,Q[W*W],D[]={-W,-1,1,W};char B[W*W],K[W*W],I[W];
t(x,d,s){for(P=0;B[x];x*=x!=*Q)s-=K[Q[P++]=x]-1,
d=(54202126527627840ll>>2*(d*7+B[x+=D[d]]%8))&3;return x?0:s;}
m(x){int c=K[x],u=B[x-W],U=u&7,l=B[x-1],L=l&7,r=0,
i=U!=3&U!=4&L!=2&L!=4,o=(39>>U)&1?57:70;o&=(52>>L)&1?42:85;
if(x/W>Y+1){for(;P--;)printf("%d %d ",Q[P]%W-1,Q[P]/W-1);exit(0);}
if(u>7)o&=U>4?~64:~6;if(l>7)o&=L>4?~32:~10;
for(o&=c?c>1?c>2?(r=8*i,96):(r=8,i*30):~0:1;o;r++,o/=2)
if(o&1)if(B[x]=r,r%8!=1||!t(x,0,T))m(x+1);B[x]=0;}
main(){for(;gets(I);Y++)for(X=0;I[X];X++)
T+=(K[X+1+Y*W+W]=I[X]/36)-1;m(W);}

Проверь меня .

Вот более сложный тестовый пример:

.b.....b.b.......b..
.....w.....b.w....w.
....w.........w.....
..bb.....w.w.b....b.
.w.....b..b......w..
.....b..............
.b..........b.b..bw.
....w....w....b...w.
.......bb...b...w...
..b.......w.........
....b.w.....w.b...b.
w...b...w..b.w.w....
b.w....w............
...b.w......b..b...b
w......w.b.ww.......
.b....b..........b..
....b....w.bb.w...w.
w..b......w...b.....
b.....w.........w...
...b....w..w..b...w.
...................b
.b..w..bb.b..b..w...
........w......b....
b....w......b..b.b..
...b..bb.w.w........
...b.......w......w.
w...w.b.w.....b....b
............w..ww...
..b.b..b....b.......
....b.........w...b.
.ww.......b.w.w.....
b.....w..w.w...b....
....ww..b.b.w....w.w
.............bb..w..
.b....w.b.b........w
....bw..........b...

Мне повезло, мой код находит решение довольно рано (<5 минут), но полный поиск занимает гораздо больше времени (67 минут).

Питон - 1669

Все еще довольно долго, но достаточно быстро, чтобы запустить последний пример менее чем за секунду на моем компьютере. Вероятно, можно сократить время за счет скорости, но на данный момент это в значительной степени эквивалентно незакрашенному коду.

Пример вывода для последнего контрольного примера:

0 11 1 11 2 11 3 11 4 11 4 10 3 10 2 10 1 10 1 9 2 9 3 9 4 9 4 8 3 8 3 7 4 7 5 7 5 6 5 5 6 5 6 6 6 7 7 7 8 7 8 8 7 8 6 8 5 8 5 9 5 10 5 11 6 11 6 10 6 9 7 9 8 9 8 10 7 10 7 11 8 11 9 11 9 10 9 9 10 9 10 10 10 11 11 11 11 10 11 9 11 8 11 7 10 7 10 8 9 8 9 7 9 6 10 6 11 6 11 5 11 4 11 3 10 3 9 3 9 4 9 5 8 5 8 4 8 3 8 2 8 1 9 1 10 1 10 0 9 0 8 0 7 0 7 1 7 2 6 2 5 2 5 1 6 1 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 2 1 3 1 4 1 4 2 4 3 5 3 6 3 7 3 7 4 6 4 5 4 4 4 4 5 4 6 3 6 3 5 3 4 3 3 3 2 2 2 2 3 1 3 1 2 1 1 1 0 0 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 1 6 1 5 1 4 2 4 2 5 2 6 2 7 1 7 1 8 0 8 0 9 0 10

Код:

I=raw_input().split('\n');X=len(I[0]);Y=len(I);R=range
def S(g=0,c=0,x=0,y=0):
    if y>=Y:return 0
    if g==0:g=[[-1]*X for i in R(Y)];c=[[-1]*X for i in R(Y)]
    o={'.':set(R(7)),'w':{1,2},'b':{3,4,5,6}}[I[y][x]].copy()
    o&={0,1,3,4}if y<1 or g[y-1][x]in[0,1,5,6]else{2,5,6}
    o&={0,2,4,5}if x<1 or g[y][x-1]in[0,2,3,6]else{1,3,6}
    if y>Y-2:o&={0,1,5,6}
    if x>X-2:o&={0,2,3,6}
    if y>0 and g[y-1][x]in[2,3,4]:
        if'b'==I[y][x]and g[y-1][x]!=2:return 0
        if'b'==I[y-1][x]:o&={2}
        elif'w'==I[y-1][x]and g[y-2][x]==2:o&={5,6}
    if x>0 and g[y][x-1]in[1,4,5]:
        if'b'==I[y][x]and g[y][x-1]!=1:return 0
        if'b'==I[y][x-1]:o&={1}
        elif'w'==I[y][x-1]and g[y][x-2]==1:o&={3,6}
    h=[r[:]for r in c]
    if y>0 and g[y-1][x]in[2,3,4]:
        if x>0 and g[y][x-1]in[1,4,5]:
            if c[y-1][x]==c[y][x-1]:
                if(6 not in o)+any(any(i!=c[y-1][x]and i!=-1 for i in r)for r in c)+any(I[v][u]!='.'and(v>y)+(u>x)for v in R(y,Y)for u in R(X)):return 0
                g[y][x]=6
                for v in R(y,Y):
                    for u in R(X):
                        if v!=y or u>x:g[v][u]=0
                for y in R(Y):
                    for x in R(X):
                        if g[y][x]>0:break
                f=[];d=-1;u,v=p,q=x,y
                while(u,v)!=(p,q)or-1==d:f+=[u,v];d=([0,{0,2},{1,3},{2,3},{0,3},{0,1},{1,2}][g[v][u]]-{(d+2)%4}).pop();i,j={0:(u+1,v),1:(u,v-1),2:(u-1,v),3:(u,v+1)}[d];u,v=i,j
                return f
            else:
                for v in R(y+1):
                    for u in R(X):
                        if h[v][u]==c[y][x-1]:h[v][u]=c[y-1][x]
                h[y][x]=c[y-1][x]
        else:h[y][x]=c[y-1][x]
    elif x>0 and g[y][x-1]in[1,4,5]:h[y][x]=c[y][x-1]
    else:h[y][x]=max(max(r)for r in c)+1
    for n in sorted(list(o))[::-1]:
        if n==0:h[y][x]=-1
        if x>X-2:i,j=0,y+1
        else:i,j=x+1,y
        g[y][x]=n;r=S(g,h,i,j)
        if r!=0:return r
    return 0
for i in S():print i,

Ungolfed:

class Grid:
    def __init__(self,input):
        self.input = input.split('\n')
        self.x = len(self.input[0])
        self.y = len(self.input)
        self.options = {'.':{0,1,2,3,4,5,6},'w':{1,2},'b':{3,4,5,6}}

    def convert(self,grid):
        directions = [None,{0,2},{1,3},{2,3},{0,3},{0,1},{1,2}]

        for y in range(self.y):
            for x in range(self.x):
                if grid[y][x] != 0:
                    break

        chain = []
        start_pos = (x,y)
        dir = -1
        pos = start_pos
        while dir == -1 or pos != start_pos:
            chain.extend(pos)
            x,y = pos
            next_dir = (directions[grid[y][x]]-{(dir+2)%4}).pop()
            if next_dir == 0: nx,ny = x+1,y
            elif next_dir == 1: nx,ny = x,y-1
            elif next_dir == 2: nx,ny = x-1,y
            elif next_dir == 3: nx,ny = x,y+1
            dir = next_dir
            pos = (nx,ny)

        return chain

    def solve(self,grid=None,chain_ids=None,pos=(0,0)):
        x,y = pos
        if y >= self.y:
            return None

        if grid is None:
            grid = [[-1]*self.x for i in range(self.y)]
        if chain_ids is None:
            chain_ids = [[-1]*self.x for i in range(self.y)]

        options = self.options[self.input[y][x]].copy()
        if y == 0 or grid[y-1][x] in [0,1,5,6]:
            options &= {0,1,3,4}
        else:
            options &= {2,5,6}
        if y == self.y-1:
            options &= {0,1,5,6}

        if x == 0 or grid[y][x-1] in [0,2,3,6]:
            options &= {0,2,4,5}
        else:
            options &= {1,3,6}
        if x == self.x-1:
            options &= {0,2,3,6}

        if y != 0 and grid[y-1][x] in [2,3,4]:
            if self.input[y][x] == 'b' and grid[y-1][x] != 2:
                return None
            if self.input[y-1][x] == 'b':
                options &= {2}
            elif self.input[y-1][x] == 'w':
                if grid[y-2][x] == 2:
                    options &= {5,6}
        if x != 0 and grid[y][x-1] in [1,4,5]:
            if self.input[y][x] == 'b' and grid[y][x-1] != 1:
                return None
            if self.input[y][x-1] == 'b':
                options &= {1}
            elif self.input[y][x-1] == 'w':
                if grid[y][x-2] == 1:
                    options &= {3,6}


        new_chain_ids = [[i for i in row] for row in chain_ids]
        if y != 0 and grid[y-1][x] in [2,3,4]:
            if x != 0 and grid[y][x-1] in [1,4,5]:

                if chain_ids[y-1][x] == chain_ids[y][x-1]:
                    if 6 not in options:
                        return None

                    if any(any(i != chain_ids[y-1][x] and i != -1 for i in row) for row in chain_ids) or \
                    any(self.input[v][u] != '.' and (v!=y or u>x) for v in range(y,self.y) for u in range(self.x)):
                        return None

                    grid[y][x] = 6
                    for v in range(y,self.y):
                        for u in range(self.x):
                            if v != y or u > x: 
                                grid[v][u] = 0

                    return self.convert(grid)

                else:
                    for v in range(y+1):
                        for u in range(self.x):
                            if new_chain_ids[v][u] == chain_ids[y][x-1]:
                                new_chain_ids[v][u] = chain_ids[y-1][x]
                    new_chain_ids[y][x] = chain_ids[y-1][x]

            else:
                new_chain_ids[y][x] = chain_ids[y-1][x]
        elif x != 0 and grid[y][x-1] in [1,4,5]:
            new_chain_ids[y][x] = chain_ids[y][x-1]
        else:
            new_chain_ids[y][x] = max(max(row) for row in chain_ids)+1

        for n in sorted(list(options),key=lambda n: -n):
            grid[y][x] = n
            if n == 0:
                new_chain_ids[y][x] = -1

            if x == self.x-1:
                nx,ny = 0,y+1
            else:
                nx,ny = x+1,y

            result = self.solve(grid,new_chain_ids,(nx,ny))
            if result is not None:
                return result

input = """

.....w.b.w..
ww..b...b...
.w.....b....
...wbww..b.b
....b.......
w.w.........
..w......b.b
.....bb.....
.....b.....w
w.ww..b.....
...w......w.
b..w.....b..

""".strip()

def print_grid(grid):
    for y,row in enumerate(grid):
        s = ""
        for i in row:
            s += {-1:'xxx',0:'   ',1:'   ',2:' | ',3:'   ',4:'   ',5:' | ',6:' | '}[i]
        s += '\n'
        for x,i in enumerate(row):
            s += {-1:'x%sx',0:' %s ',1:'-%s-',2:' %s ',3:'-%s ',4:' %s-',5:' %s-',6:'-%s '}[i] % input.split('\n')[y][x]
        s += '\n'
        for i in row:
            s += {-1:'xxx',0:'   ',1:'   ',2:' | ',3:' | ',4:' | ',5:'   ',6:'   '}[i]
        s += '\n'
        print s

result = Grid(input).solve()
print result

Lua, 830 810 765 752 739 729 710

Работает board1 и board2 просто отлично, но занимает некоторое время на board3.

Он может сэкономить 9 байтов, выводя каждый путь вместо первого ...

b={}s={0,0,0}R=table.insert Z=unpack for l in io.lines()do w=#l for i=1,w do
c=({b=1,w=2,['.']=3})[l:sub(i,i)]R(b,c)s[c]=s[c]+1 end end h=#b/w for e=0,w*h-1
do function g(p,d,X,t)local function G(I,r)T={Z(t)}a=b[I+1]T[a]=T[a]+1
P={Z(p)}D={Z(d)}R(P,I%w)R(P,I/w-I/w%1)R(D,r)l=#D for U=2,#p,2 do if
I==p[U-1]+w*p[U]then return end end if I==e then if T[1]==s[1]and T[2]==s[2]then
for k=1,l do K=D[k]M=D[(k-2)%l+1]N=D[k%l+1]O=D[(k+1)%l+1]if({K==N or K~=M or
N~=O,K~=N or(K==M and N==O)})[b[1+P[2*k-1]+w*P[2*k]]]then return end end
os.exit(print(table.concat(P,' ')))end else g(P,D,I,T)end end _=X%w<w-1 and
G(X+1,1)_=X/w-X/w%1<h-1 and G(X+w,2)_=X%w>0 and G(X-1,3)_=X/w-X/w%1>0 and
G(X-w,4)end g({},{},e,{0,0,0})end