На современных игровых приставках и других устройствах без традиционных клавиатур попытки ввода текста - это кошмар. Необходимость печатать с помощью нескольких кнопок и джойстика на виртуальной клавиатуре раздражает, и мне нравится делать как можно меньше движений / нажатий кнопок.

Клавиатура, которую вы будете использовать, выглядит следующим образом:

+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 |
+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
| q | w | e | r | t | y | u | i | o | p |
+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
| a | s | d | f | g | h | j | k | l | - |
+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
| z | x | c | v | b | n | m | _ | @ | . |
+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+

Можно использовать следующие операции:

• L: сдвинуть одну клетку влево на клавиатуре (оборачивает)
• R: на клавиатуре переместиться на один квадрат вправо (оборачивает)
• U: сдвинуть на квадрат вверх на клавиатуре (оборачивает)
• D: сдвинуть на квадрат вниз на клавиатуре (оборачивает)
• Y: вставить пробел
• B: переместить указатель вставки на одну позицию влево (ничего не делает, если указатель находится в начале)
• F: переместить указатель вставки на одну позицию вправо (ничего не делает, если указатель находится в конце)
• C: тумблер
• A: вставить выбранный символ в позицию указателя вставки

При наличии входной строки, содержащей только символы ASCII, которые можно набрать с помощью вышеуказанной клавиатуры и команд (совпадений [a-zA-Z0-9 _@.-]*), выведите последовательность команд, которая приведет к выходной строке. Начальная позиция курсора находится на 1клавише (вверху слева), а заглавные буквы изначально отключены.

счет

Для любой данной строки наивным подходом было бы, для каждого символа в строке, перейти к символу на клавиатуре по кратчайшему пути, переключить при необходимости заглавные буквы и выбрать символ. Такой наивный подход породил бы команду длины (length of input string) + (sum of Manhattan distances on keyboard between consecutive non-space characters) + (number of times the string alternates between lowercase and uppercase characters) + (1 if string starts with an uppercase letter else 0). Например, наивный подход для 101приведет ALARAк команде длины 5 и Noob 5приведет DDDRRRRRCAUURRRCAADDLLLLAYUUUAк команде длины 30.

Ваше представление, однако, стремится сделать лучше, чем наивный подход. Для каждой входной строки ваша отправка получит баллы, равные количеству команд, которые использует наивный подход, минус количество команд, которые ваша отправка выдает. Ваш общий балл будет суммой индивидуальных баллов.

правила

• Материалы будут выполняться в бесплатном виртуальном рабочем пространстве Cloud9 . Рабочая область имеет 512 МБ ОЗУ, 2 ГБ дискового пространства, 8 процессоров Intel (R) Xeon (R) с тактовой частотой 2,50 ГГц (полную информацию о процессоре, которую можно найти при запуске cat /proc/cpuinfo, можно найти здесь ), и работает под управлением 64-битной Ubuntu 14.04 Trusty. Вы можете запросить доступ к рабочему пространству тестирования , чтобы запустить и оценить свою работу, или я могу оценить ее для вас.
• Представления будут выполняться один раз для каждого теста. Хранение состояния между запусками запрещено. Материалы не могут записывать или читать из каких-либо файлов, кроме исходного файла (который не может быть изменен между запусками), с возможным исключением чтения входного файла, если это необходимо.
• Отправка ограничена 1 минутой времени выполнения для каждого теста. Представления могут выводить несколько решений, но для оценки будет использоваться только последнее действительное решение в течение отведенного времени. Если в течение отведенного времени вывести какие-либо действительные решения, результат теста будет равен 0.
• Пожалуйста, включите инструкции о том, как вызвать ваше представление, а также о любых инструментах / библиотеках, которые необходимо установить, которые не включены в стандартную установку Ubuntu 14.04.
• Победителем станет представление с наибольшим количеством очков. В случае ничьей победит представление с лучшей алгоритмической сложностью. Если ничья еще не решена, победит первая заявка, набравшая очки и сложность алгоритма.
• Представленные материалы могут не оптимизироваться для тестовых случаев. Я оставляю за собой право изменять контрольные примеры, если я чувствую необходимость.

Контрольные примеры

Формат: input string => naive score

(если вы видите какие-либо ошибки в них, пожалуйста, оставьте комментарий с исправлением)

101 => 5
quip => 12
PPCG => 15
Mego => 25
Noob 5 => 26
penguin => 27
867-5309 => 32
2_sPoOkY_4_mE => 60
The Nineteenth Byte => 76
penguins@SouthPole.org => 95
8xM3R__5ltZgrkJ.-W b => 98
correcthorsebatterystaple => 104
verylongRUNSOFCAPSandnocaps => 118
This is an English sentence. => 122
WNtza.akjzSP2GI0V9X .0epmUQ-mo => 131
Programming Puzzles and Code Golf => 140

С

Счет 193.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#define LEFT 'L'
#define RIGHT 'R'
#define CAPS 'C'
#define UP 'U'
#define DOWN 'D'
#define SPACE 'Y'
#define CURSORLEFT 'B'
#define CURSORRIGHT 'F'
#define APPLY 'A'
#define TABLEX 10
#define TABLEY 4
#define casediff(A,B) (isupper(A)*islower(B)+islower(A)*isupper(B))
typedef struct {int x; int y;} coord;
coord letters[300];
#define initLetter(letter, X, Y) \
letters[letter].x=X, letters[letter].y=Y
#define initAllLetters(); \
initLetter('1',0,0);\
initLetter('1',0,0);\
initLetter('2',1,0);\
initLetter('2',1,0);\
initLetter('3',2,0);\
initLetter('3',2,0);\
initLetter('4',3,0);\
initLetter('4',3,0);\
initLetter('5',4,0);\
initLetter('5',4,0);\
initLetter('6',5,0);\
initLetter('6',5,0);\
initLetter('7',6,0);\
initLetter('7',6,0);\
initLetter('8',7,0);\
initLetter('8',7,0);\
initLetter('9',8,0);\
initLetter('9',8,0);\
initLetter('0',9,0);\
initLetter('0',9,0);\
initLetter('Q',0,1);\
initLetter('q',0,1);\
initLetter('W',1,1);\
initLetter('w',1,1);\
initLetter('E',2,1);\
initLetter('e',2,1);\
initLetter('R',3,1);\
initLetter('r',3,1);\
initLetter('T',4,1);\
initLetter('t',4,1);\
initLetter('Y',5,1);\
initLetter('y',5,1);\
initLetter('U',6,1);\
initLetter('u',6,1);\
initLetter('I',7,1);\
initLetter('i',7,1);\
initLetter('O',8,1);\
initLetter('o',8,1);\
initLetter('P',9,1);\
initLetter('p',9,1);\
initLetter('A',0,2);\
initLetter('a',0,2);\
initLetter('S',1,2);\
initLetter('s',1,2);\
initLetter('D',2,2);\
initLetter('d',2,2);\
initLetter('F',3,2);\
initLetter('f',3,2);\
initLetter('G',4,2);\
initLetter('g',4,2);\
initLetter('H',5,2);\
initLetter('h',5,2);\
initLetter('J',6,2);\
initLetter('j',6,2);\
initLetter('K',7,2);\
initLetter('k',7,2);\
initLetter('L',8,2);\
initLetter('l',8,2);\
initLetter('-',9,2);\
initLetter('-',9,2);\
initLetter('Z',0,3);\
initLetter('z',0,3);\
initLetter('X',1,3);\
initLetter('x',1,3);\
initLetter('C',2,3);\
initLetter('c',2,3);\
initLetter('V',3,3);\
initLetter('v',3,3);\
initLetter('B',4,3);\
initLetter('b',4,3);\
initLetter('N',5,3);\
initLetter('n',5,3);\
initLetter('M',6,3);\
initLetter('m',6,3);\
initLetter('_',7,3);\
initLetter('_',7,3);\
initLetter('@',8,3);\
initLetter('@',8,3);\
initLetter('.',9,3);\
initLetter('.',9,3);
typedef struct {int length; char instr[300];} movement;
movecasefold(char*instr,coord A, coord B){
    register int i=0;int j;
    if(A.x<B.x)
     if(B.x-A.x<=TABLEX/2)
      for(;B.x-A.x!=i;)instr[i++]=RIGHT;
     else
      for(;TABLEX-B.x+A.x!=i;)instr[i++]=LEFT;
    else if(A.x>B.x)
     if(A.x-B.x<=TABLEX/2)
      for(;A.x-B.x!=i;)instr[i++]=LEFT;
     else
      for(;TABLEX-A.x+B.x!=i;)instr[i++]=RIGHT;
    j=i;
    if(A.y<B.y)
     if(B.y-A.y<=TABLEY/2)
      for(;B.y-A.y!=i-j;)instr[i++]=DOWN;
     else
      for(;TABLEY-B.y+A.y!=i-j;)instr[i++]=UP;
    else if(A.y>B.y)
     if(A.y-B.y<=TABLEY/2)
      for(;A.y-B.y!=i-j;)instr[i++]=UP;
     else
      for(;TABLEY-A.y+B.y!=i-j;)instr[i++]=DOWN;
    instr[i]='\0';
    return i;
}
char sentence[50], oldcase, oldletter;
int sentencelength;
typedef struct {
int sentencetoorder[50];
int ordertosentence[50];
int length;
} order;
ordercopy(order*a, order b){
register int i;
for(i=0;++i<sentencelength;) a->sentencetoorder[i]=b.sentencetoorder[i], a->ordertosentence[i]=b.ordertosentence[i];
a->length=b.length;
}
order currentOrder;
movetwo(char*instr,int A, int B){
    register int j; int i=0;
    if(A<B)
    { for(j=A+1;j<B;j++)
      if(currentOrder.sentencetoorder[j]<currentOrder.sentencetoorder[B])
       instr[i++]=CURSORRIGHT;
    }
    else
    { for(j=A;j>B;j--)
      if(currentOrder.sentencetoorder[j]<currentOrder.sentencetoorder[B])
       instr[i++]=CURSORLEFT;
    }
    if(sentence[B]==' '){
        instr[i++]=SPACE;
        instr[i]='\0';
        return i;
    }
    i+=movecasefold(instr+i,letters[oldletter],letters[sentence[B]]);
    oldletter=sentence[B];
    if(casediff(oldcase,sentence[B]))oldcase=sentence[B],instr[i++]=CAPS;
    instr[i++]=APPLY;
    instr[i]='\0';
    return i;
}
moveall(char*instr){
    int j;int i = 0;
    oldcase='a';
    oldletter='1';
    for(j=0;++j<sentencelength;)
        i+=movetwo(instr+i,currentOrder.ordertosentence[j-1],currentOrder.ordertosentence[j]);
    return i;
}
iteration();
main(){
initAllLetters();
gets(sentence+1);*sentence='1';sentencelength=strlen(sentence);
int i;
for(i=0;++i<sentencelength;)currentOrder.sentencetoorder[i]=currentOrder.ordertosentence[i]=i;  
char instr[300];
currentOrder.length=moveall(instr);
puts(instr);
while(iteration());
}
#define inside(item, start, stop) (((start)<=(item))&((item)<(stop)))
#define min(a,b) ((a)<(b)?(a):(b))
#define max(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))
iteration(){
char instr[300];
register int i;
int newstart, start, l;
static order oldorder, neworder;
ordercopy(&oldorder,currentOrder);
ordercopy(&neworder,currentOrder);
for(l=0;++l<sentencelength-1;)
for(start=0;++start<sentencelength-l;)
for(newstart=0;++newstart<sentencelength-l;)
if(start!=newstart){
 for(i=0;++i<sentencelength;)
  if(inside(i,start,start+l))currentOrder.ordertosentence[i-start+newstart]=oldorder.ordertosentence[i];
  else if(inside(i,min(start,newstart),max(start+l,newstart+l)))currentOrder.ordertosentence[newstart<start?i+l:(i-l)]=oldorder.ordertosentence[i];
  else currentOrder.ordertosentence[i]=oldorder.ordertosentence[i];
 for(i=0;++i<sentencelength;) currentOrder.sentencetoorder[currentOrder.ordertosentence[i]]=i;
  currentOrder.length=moveall(instr);
 if(currentOrder.length<neworder.length){
  puts(instr);
  ordercopy(&neworder, currentOrder);
 }
}
ordercopy(&currentOrder, neworder);
return neworder.length<oldorder.length;
}

Скомпилируйте как "gcc virtualKeyboard.c". Запустите его без аргументов "./a.out". Он читает входные данные из стандартного ввода и записывает вывод в стандартный вывод.

C99

Вот моя попытка решения. Получено 62 балла.

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <ctype.h>

#define COORDINATES_ARRAY_SIZE 256
#define MOVEMENT_ARRAY_LEN 1024

#define KEYBOARD_WIDTH 10
#define KEYBOARD_HEIGHT 4

#define DIRECTION_BIT 0x40

#define INITIAL_CHAR '1'

#define SPACE_WEIGHT_INCREMENT 2
#define SPACE_WEIGHT_MAX 10
#define CURSOR_WEIGHT_INCREMENT 2
#define CURSOR_WEIGHT_MAX 10

const char keyboard[KEYBOARD_HEIGHT][KEYBOARD_WIDTH] = {
    {'1','2','3','4','5','6','7','8','9','0'},
    {'q','w','e','r','t','y','u','i','o','p'},
    {'a','s','d','f','g','h','j','k','l','-'},
    {'z','x','c','v','b','n','m','_','@','.'}
};

typedef enum {
    right,
    left,
    up,
    down
} dir;

//iirc it is an omptimization to use int over byte or short despite only using values <10
typedef struct {
    int x;
    int y;
} coordinates;

typedef struct {
    int xmove;
    int ymove;
    dir xdir;
    dir ydir;
} movedata;

void generateCoords(coordinates*);
unsigned int nearestNeighbor(coordinates*, char*, char*, char*, char*, int, int, int, int, int, int, int);
int calcDistance(coordinates*, char, char, movedata*);

int main(int argc, char **argv){
    coordinates coords[COORDINATES_ARRAY_SIZE];
    char moves[MOVEMENT_ARRAY_LEN];
    unsigned int temp, min = 0;
    min--; //largest possible int

    if(argc != 2){
        printf("Invalid Arguments. Usage: virtualKeyboard <string>\n");

    }else{
        int len = strlen(argv[1]);
        int moveCursor, capsLock;
        char *workingString =  malloc(len * sizeof(char));
        generateCoords(coords);
        movedata data;
        for(int spaceWeight = 1; spaceWeight < SPACE_WEIGHT_MAX; spaceWeight += SPACE_WEIGHT_INCREMENT){
            for(int cursorWeight = 1; cursorWeight < CURSOR_WEIGHT_MAX; cursorWeight+= CURSOR_WEIGHT_INCREMENT){
                for(int i = 0; i<len; i++){
                    //zero out arrays
                    moveCursor = 0;
                    capsLock = 0;
                    memset(moves, 0, MOVEMENT_ARRAY_LEN);
                    memset(workingString, 0, len);
                    workingString[0] = argv[1][i];
                    //add initial moves
                    temp = calcDistance(coords, INITIAL_CHAR, argv[1][i], &data);

                    for(int j = 0; j < data.xmove; j++){
                        moves[moveCursor] = data.xdir == right ? 'R' : 'L';
                        moveCursor++;
                    }
                    for(int j = 0; j < data.ymove; j++){
                        moves[moveCursor] = data.ydir == up ? 'U' : 'D';
                        moveCursor++;
                    }
                    if((capsLock==0) != (isupper(argv[1][i])==0)){
                        moves[moveCursor] = 'C';
                        capsLock = capsLock == 0 ? 1 : 0;
                        moveCursor++;
                        temp++;
                    }
                    moves[moveCursor] = 'A';
                    temp++;
                    temp += nearestNeighbor(coords, moves, argv[1], argv[1], workingString, i ,len, len, 1, capsLock, cursorWeight, spaceWeight);
                    if(temp < min){
                        printf("%s\t%s\t%i\n", moves, workingString, temp);
                        min = temp;
                    }

                }
            }
        }
        free(workingString);
    }
    return 0;
}

//optimization so it only searches through the matrix once
void generateCoords(coordinates* coords){
    for(int i = 0; i < KEYBOARD_HEIGHT; i++){
        for(int j = 0; j < KEYBOARD_WIDTH; j++){
            coords[(int)keyboard[i][j]].y = i;
            coords[(int)keyboard[i][j]].x = j;
        }
    }
}

int calcCursorMoves(char* og, char* workingString, char added, int cursor, int len){
    char* inUseWS = calloc(len, sizeof(char));
    char* inUseOG = calloc(len, sizeof(char));
    int indexToAdd = 0, newCursor = cursor;
    for(int i = 0; i < len; i++){
        for(int j = 0; j < len; j++){
            if(workingString[j] != -1 && og[i] == workingString[j] 
                    && inUseOG[i] == 0 && inUseWS[j] == 0){
                inUseOG[i] = 1;
                inUseWS[j] = i+1; // set in use to corresponding working string
                break;
            }
            if(workingString[j] == 0){
                inUseWS[j] = -1; //append -1 to end
                break; //nothing more to see here   
            }
        }
    }
    for(int i = 0; i < len; i++){
        if(og[i] == added && inUseOG[i] == 0){
            indexToAdd = i;
            break;
        }
    }
    for(int i = 0; i < len; i++){
        if(i==0 && indexToAdd < inUseWS[i]-1){
            newCursor = i;
            break;

        }
        if(inUseWS[i]-1 < indexToAdd && (indexToAdd < inUseWS[i+1]-1 || inUseWS[i+1] == -1)){
            newCursor = i+1;
            break;
        }
        if(workingString[i+1] == 0){
            newCursor = i+1;
            break;
        }

    }
    free(inUseWS);
    free(inUseOG);
    return newCursor - cursor;  
}

int calcDistance(coordinates* coords, char from, char to, movedata* data){
    if(to == ' ')
        return 0;
    from = tolower(from);
    to = tolower(to);
    data->xmove = coords[(int)from].x - coords[(int)to].x;
    data->ymove = coords[(int)from].y - coords[(int)to].y;  
    data->xdir = data->xmove >= 0 ? left : right;
    data->ydir = data->ymove >= 0 ? up : down;
    data->xmove = abs(data->xmove);
    data->ymove = abs(data->ymove);
    //wraparound
    if(data->xmove > 5){
        data->xmove = 10 - data->xmove;
        data->xdir = data->xdir == right ? left : right;
    }   
    if(data->ymove > 2){
        data->ymove = 4 - data->ymove;
        data->ydir = data->ydir == up ? down : up;
    }
    return data->xmove + data->ymove;
}

//assumes array is longer than current string
void insertAt(char* str, char toIns, int index){
    char* temp = malloc(strlen(str) + 1);
    strncpy(temp, str, index);
    temp[index] = toIns;
    strcpy(temp+index+1, str+index);
    strcpy(str, temp);  
    free(temp);
}

unsigned int nearestNeighbor(coordinates* coords, char* moves, char* og, 
        char* input, char* workingString, int index, int lenOG, int len,  
        int cursor, int capsLock, int cursorWeight, int spaceWeight){
    if(len  == 1){
        return 0;
    }
    movedata data, bestData;
    char bestChar = '\0';
    unsigned int bestCursor = -1, bestIndex = -1, bestDist = -1;
    unsigned int dist = -1, cursorDist = -1, best = -1;
    char newString[len-1] ;
    memset(newString, 0, len-1);
    strncpy(newString, input, index);
    strcpy(newString+index, input+index+1);
//  printf("%s\t", newString);
    for(int i = 0; i < len-1; i++){
        dist = calcDistance(coords, input[index], newString[i], &data);
        cursorDist = calcCursorMoves(og, workingString, newString[i], cursor, lenOG);
        if(dist + cursorWeight * abs(cursorDist) + spaceWeight * (newString[i] == ' ') + ((capsLock==0) != (isupper(newString[i])==0)) < best){
    //      printf("%c %c %i %i\n", workingString[cursor], newString[i], cursorDist, cursor);
            bestDist = cursorDist;
            bestCursor = cursor + cursorDist;
            best = dist + cursorWeight * abs(cursorDist) + spaceWeight * (newString[i] == ' ') + ((capsLock==0) != (isupper(newString[i])==0));
            bestChar = newString[i];
            bestIndex = i;
            memcpy(&bestData, &data, sizeof(data));
        }
    }
    //append moves
    int i;
    for(i = 0; i < MOVEMENT_ARRAY_LEN && moves[i]!=0; i++);
    if(bestChar != ' '){
        for(int j = 0; j < bestData.xmove; j++){
            moves[i] = bestData.xdir == right ? 'R' : 'L';
            i++;
        }
        for(int j = 0; j < bestData.ymove; j++){
            moves[i] = bestData.ydir == up ? 'U' : 'D';
            i++;
        }
        for(int j = 0; j < abs(bestDist); j++){
            moves[i] = bestDist > 0 ? 'B' : 'F'; 
            i++;
        }
        if((capsLock==0) != (isupper(bestChar)==0)){
            moves[i] = 'C';
            capsLock = capsLock == 0 ? 1 : 0;
            i++;
        }
        moves[i] = 'A';
    } else {
        moves[i] = 'Y';
    }
    //remove weight
    best -= cursorWeight * abs(bestDist);
    best -= spaceWeight * (bestChar==' ');
    insertAt(workingString, bestChar, bestCursor);
    int max = nearestNeighbor(coords, moves, og, newString, workingString, 
             bestIndex, lenOG, len-1, bestCursor+1, capsLock, cursorWeight, spaceWeight);
    //the 1 is for the actual click
    return max + best + 1 + abs(bestDist);
}

Похоже, что правильно работает для меньших слов, и я просто предположил, что более крупные слова работают правильно, потому что они слишком велики, чтобы я мог проверить вручную.

Скомпилировать с помощью "gcc -std = gnu99"
Использование "virtualKeyboard" string ""