Fabuła

Indiana Jones eksplorowała jaskinię, w której znajduje się cenny skarb. Nagle nastąpiło trzęsienie ziemi.

Kiedy trzęsienie ziemi się skończyło, zauważył, że niektóre skały, które spadły z sufitu, blokowały mu drogę do skarbu. Zauważył również, że może pchać kamień, ale ponieważ kamienie były bardzo ciężkie, nie mógł popchnąć dwóch kolejnych kamieni .

Twoim celem jest pomóc Indianie Jonesowi zdobyć skarb. Ponieważ bardzo trudno jest popchnąć choćby jeden kamień, liczba pchnięć jest bardzo ważna.

Problem

Znajdź najlepszy sposób (gdzie Indiana Jones pcha kamienie jak najmniej), aby znaleźć skarb.

Mapa (wejście)

Mapa jest mprzez n(zarówno większy niż 1) matrycy, która może zawierać pięć rodzajów komórek:

• 0 co oznacza pustą komórkę,
• 1 co oznacza ścianę,
• 2 w którym znajduje się Indiana Jones (istnieje tylko jeden),
• 3 w którym znajduje się skarb (istnieje tylko jeden),
• i 4, co oznacza kamień.

W pierwszym rzędzie mapy określa się wymiar mapy 4 6, a od drugiego do ostatniego rzędu mapy określa się strukturę jaskini mniej więcej tak.

110131
104040
100101
200000

Dlatego pełna mapa to:

4 6
110131
104040
100101
200000

co znaczy

Mapę podaje stdin, plik (możesz podać nazwę pliku) lub tablica w kodzie, która zawiera tylko powyższe informacje.

Wynik

Minimalna kwota, którą Indiana Jones powinna wcisnąć. Jeśli nie ma takiego sposobu, wyjdź X.

W powyższym przypadku może popchnąć kamień po lewej stronie w górę, a następnie może popchnąć kamień po prawej stronie w prawo, aby zdobyć skarb. Dlatego w tym przypadku wynikiem jest 2.

Jednak. w tym przypadku :

4 6
111131
104040
100101
200000

(spójrz poniżej) nie może popchnąć prawego kamienia, ponieważ zniszczy on skarb. Również pchnięcie lewego kamienia w prawo nic nie zmienia. Dlatego dane wyjściowe to X.

Zasady

• Może poruszać się tylko w czterech kierunkach: w górę, w dół, w lewo i w prawo.
• Nie może pchnąć dwóch kolejnych kamieni .
• Nie może ciągnąć żadnego kamienia i może pchać kamień tylko w jednym kierunku („do przodu”).
• Nie może przejść przez ściany. Jedynymi miejscami, do których może się udać, są puste komórki i komórka skarbów.
• Kamienia nie można umieścić na skarbie. To zniszczy skarb. :(
• Nie może wyjść poza mapę.

Cele

Program, który może obsłużyć większość map (podanych w sekcji „Przykład” + inne) w rozsądnym czasie (w szczególności 10 sekund) i wyświetla właściwą odpowiedź wygrywa.

Tutaj „inni” oznaczają przykładowe dane wejściowe podane w odpowiedziach. Oznacza to, że powinieneś stworzyć inteligentny algorytm, aby inne programy nie mogły rozwiązać map, które Twój program może rozwiązać, a mapy rozwiązane przez inne programy mogą być rozwiązane przez Twój program. Jednak umieszczanie rozwiązań w kodzie nie będzie uważane za prawidłowe.

Uwaga

Pierwotnie był to średniookresowy projekt klasy AI, którego słuchałem, tylko jedna rzecz była inna: mówiono, że były tylko dwie skały.

Mówiono, że problemem jest NP, ale powiedziano również, że dobry algorytm heurystyczny może dość skutecznie rozwiązać problem. Użyłem kilku pomysłów i heurystyki, aby skutecznie rozwiązać problem, a mój kod mógł bardzo szybko znaleźć wszystkie rozwiązania próbek (mniej niż sekundę).

Jednak gdy były więcej niż dwie skały, były przypadki, w których kod nie mógł znaleźć odpowiedzi w rozsądnym czasie. Miałem kilka pomysłów, ale niektóre były „błędne” i nie mogłem wyrazić innych pomysłów w kodzie. Chciałem zobaczyć, jakie inteligentne algorytmy istnieją, aby rozwiązać ten problem, więc napisałem to.

Ponieważ już ukończyłem projekt (tak przy okazji, obrazy nie są moje - przeglądałem je), nie musisz się o to martwić.

Przykłady

Przykłady można zobaczyć tutaj. Możesz także zobaczyć przykłady i przetestować swoje wyniki tutaj (powinno to działać w nowoczesnych przeglądarkach). Możesz uzyskać mapę w formacie opisanym powyżej, pisząc whatisthis()w konsoli JS.

http://bit.sparcs.org/~differ/sokoban/#0 ~ http://bit.sparcs.org/~differ/sokoban/#19 zawiera przykłady, które pierwotnie były dostarczone przez klasę.

Wynik

Przepraszam za spóźnienie… właściwie całkiem sporo. : P (Byłem zbyt leniwy, by zdobyć punkty. Przepraszam.)

Poniżej znajduje się wynik. (X: źle, O: dobrze,?: Trwa co najmniej 10 sekund, zatrzymany)

Map#: 0 1 2 3 4 5 12 15 19 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
Ruby: X O O ? O O  O  X  ?  ?  O  ?  ?  ?  ?  ?
Java: O O X O X X  O  O  ?  ?  O  O  O  X  O  O

(Java 19: zajęło 25 sekund, wynik był poprawny.) (Użyłem Ruby 1.9.3 i javac 1.7.0_13)

Wygląda na to, że algorytm Java był rzeczywiście lepszy. (Nawiasem mówiąc, myślałem o podobnej metodzie, ale zdałem sobie sprawę, że istnieją mapy takie jak mapa testowa 5).

Java - nieco mądrzejszy / szybszy

Całkiem trochę kodu. Staram się być szybszy, oceniając pchnięcia w kolejności „jak prawdopodobne jest uwolnienie drogi do skarbu”, która sama w sobie opiera się na dwóch wędrówkach Dijkstry (jeden zatrzymuje się, gdy napotyka skały, drugi ignoruje skały). Działa całkiem nieźle, a ten przykład z pastebinu, który wydaje się być kłopotliwy dla autora, został rozwiązany w około 2 sekund przez tę implementację. Niektóre inne przykłady trwają do 30-40 sekund, co wciąż uważam za zbyt długie, ale nie mogłem znaleźć sposobu, aby to poprawić bez zepsucia rzeczy :)

Podzieliłem swoje rzeczy na kilka plików, aby uzyskać lepszą strukturę (także dlaczego przestawiłem się na Javę z Ruby):

Punkt wejścia:

import java.util.Date;    
public class IndianaJones {
    public static void main(final String[] args) throws Exception {
        final Maze maze = new Maze(System.in);
        final Date startAt = new Date();
        final int solution = maze.solve();
        final Date endAt = new Date();
        System.out.printf("Found solution: %s in %d ms.",
                          solution < Integer.MAX_VALUE ? solution : "X",
                          endAt.getTime() - startAt.getTime());
    }
}

Wyliczanie pomocnika kierunku:

enum Direction {
    UP(-1, 0), DOWN(1, 0), LEFT(0, -1), RIGHT(0, 1);

    public final int drow;
    public final int dcol;

    private Direction(final int drow, final int dcol) {
        this.drow = drow;
        this.dcol = dcol;
    }

    public final Direction opposite() {
        switch (this) {
        case UP:
            return DOWN;
        case DOWN:
            return UP;
        case LEFT:
            return RIGHT;
        case RIGHT:
            return LEFT;
        }
        return null;
    }
}

Klasa abstrakcyjna reprezentująca zlokalizowaną część „labiryntu”:

abstract class PointOfInterest {
    public final int row;
    public final int col;

    protected PointOfInterest(final int row, final int col) {
        this.row = row;
        this.col = col;
    }

    public final boolean isAt(final int row, final int col) {
        return this.row == row && this.col == col;
    }

    @Override
    public final String toString() {
        return getClass().getSimpleName() + "(" + row + ", " + col + ")";
    }

    @Override
    public final int hashCode() {
        return row ^ col;
    }

    @Override
    public final boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj)
            return true;
        if (!(obj instanceof PointOfInterest))
            return false;
        if (!getClass().equals(obj.getClass()))
            return false;
        final PointOfInterest other = (PointOfInterest) obj;
        return row == other.row && col == other.col;
    }
}

I wreszcie sam labirynt:

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.Arrays;
import java.util.EnumSet;
import java.util.HashSet;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.SortedMap;
import java.util.TreeMap;

public class Maze {
    private static final char WALL = '1';
    private static final char INDY = '2';
    private static final char GOAL = '3';
    private static final char ROCK = '4';

    private final Maze parent;
    private final Set<Maze> visited;
    private final boolean[][] map;
    private final int[][] dijkstra;
    private int[][] dijkstraGhost;
    private String stringValue = null;

    private int shortestSolution = Integer.MAX_VALUE;

    private Goal goal = null;
    private Indy indy = null;
    private Set<Rock> rocks = new HashSet<>();

    private Maze(final Maze parent, final Rock rock, final Direction direction) {
        this.parent = parent;
        this.visited = parent.visited;
        map = parent.map;
        dijkstra = new int[map.length][map[rock.row].length];
        for (final int[] part : dijkstra)
            Arrays.fill(part, Integer.MAX_VALUE);
        goal = new Goal(parent.goal.row, parent.goal.col);
        indy = new Indy(rock.row, rock.col);
        for (final Rock r : parent.rocks)
            if (r == rock)
                rocks.add(new Rock(r.row + direction.drow, r.col + direction.dcol));
            else
                rocks.add(new Rock(r.row, r.col));
        updateDijkstra(goal.row, goal.col, 0, true);
    }

    public Maze(final InputStream is) {
        this.parent = null;
        this.visited = new HashSet<>();
        try (final BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is))) {
            String line = br.readLine();
            final String[] sizeParts = line.split(" ");
            final int height = Integer.parseInt(sizeParts[0]);
            final int width = Integer.parseInt(sizeParts[1]);
            map = new boolean[height][width];
            dijkstra = new int[height][width];

            int row = 0;
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                for (int col = 0; col < line.length(); col++) {
                    final char c = line.charAt(col);
                    map[row][col] = c == WALL;
                    dijkstra[row][col] = Integer.MAX_VALUE;
                    if (c == INDY) {
                        if (indy != null)
                            throw new IllegalStateException("Found a second indy!");
                        indy = new Indy(row, col);
                    } else if (c == GOAL) {
                        if (goal != null)
                            throw new IllegalStateException("Found a second treasure!");
                        goal = new Goal(row, col);
                    } else if (c == ROCK) {
                        rocks.add(new Rock(row, col));
                    }
                }
                row++;
            }

            updateDijkstra(goal.row, goal.col, 0, true);
        } catch (final IOException ioe) {
            throw new RuntimeException("Could not read maze from InputStream", ioe);
        }
    }

    public int getShortestSolution() {
        Maze ptr = this;
        while (ptr.parent != null)
            ptr = ptr.parent;
        return ptr.shortestSolution;
    }

    public void setShortestSolution(int shortestSolution) {
        Maze ptr = this;
        while (ptr.parent != null)
            ptr = ptr.parent;
        ptr.shortestSolution = Math.min(ptr.shortestSolution, shortestSolution);
    }

    private final boolean isRepeat(final Maze maze) {
        return this.visited.contains(maze);
    }

    private final void updateDijkstra(final int row, final int col, final int value, final boolean force) {
        if (row < 0 || col < 0 || row >= dijkstra.length || col >= dijkstra[row].length)
            return;
        if (map[row][col] || isRockPresent(row, col))
            return;
        if (dijkstra[row][col] <= value && !force)
            return;

        dijkstra[row][col] = value;
        updateDijkstra(row - 1, col, value + 1, false);
        updateDijkstra(row + 1, col, value + 1, false);
        updateDijkstra(row, col - 1, value + 1, false);
        updateDijkstra(row, col + 1, value + 1, false);
    }

    private final void updateDijkstraGhost(final int row, final int col, final int value, final boolean force) {
        if (row < 0 || col < 0 || row >= dijkstra.length || col >= dijkstra[row].length)
            return;
        if (map[row][col] || isRockPresent(row, col))
            return;
        if (dijkstraGhost[row][col] <= value && !force)
            return;

        dijkstraGhost[row][col] = value;
        updateDijkstraGhost(row - 1, col, value + 1, false);
        updateDijkstraGhost(row + 1, col, value + 1, false);
        updateDijkstraGhost(row, col - 1, value + 1, false);
        updateDijkstraGhost(row, col + 1, value + 1, false);
    }

    private final int dijkstraScore(final int row, final int col) {
        if (row < 0 || col < 0 || row >= dijkstra.length || col >= dijkstra[row].length)
            return Integer.MAX_VALUE;
        return dijkstra[row][col];
    }

    private final int dijkstraGhostScore(final int row, final int col) {
        if (dijkstraGhost == null) {
            dijkstraGhost = new int[map.length][map[indy.row].length];
            for (final int[] part : dijkstraGhost)
                Arrays.fill(part, Integer.MAX_VALUE);
            updateDijkstraGhost(goal.row, goal.col, 0, true);
        }
        if (row < 0 || col < 0 || row >= dijkstra.length || col >= dijkstra[row].length)
            return Integer.MAX_VALUE;
        return dijkstraGhost[row][col];
    }

    private boolean isRockPresent(final int row, final int col) {
        for (final Rock rock : rocks)
            if (rock.isAt(row, col))
                return true;
        return false;
    }

    public boolean isEmpty(final int row, final int col) {
        if (row < 0 || col < 0 || row >= map.length || col >= map[row].length)
            return false;
        return !map[row][col] && !isRockPresent(row, col) && !goal.isAt(row, col);
    }

    public int solve() {
        return solve(0);
    }

    private int solve(final int currentDepth) {
        System.out.println(toString());
        visited.add(this);
        if (isSolved()) {
            setShortestSolution(currentDepth);
            return 0;
        }
        if (currentDepth >= getShortestSolution()) {
            System.out.println("Aborting at depth " + currentDepth + " because we know better: "
                               + getShortestSolution());
            return Integer.MAX_VALUE;
        }
        final Map<Rock, Set<Direction>> nextTries = indy.getMoveableRocks();
        int shortest = Integer.MAX_VALUE - 1;
        for (final Map.Entry<Rock, Set<Direction>> tries : nextTries.entrySet()) {
            final Rock rock = tries.getKey();
            for (final Direction dir : tries.getValue()) {
                final Maze next = new Maze(this, rock, dir);
                if (!isRepeat(next)) {
                    final int nextSolution = next.solve(currentDepth + 1);
                    if (nextSolution < shortest)
                        shortest = nextSolution;
                }
            }
        }
        return shortest + 1;
    }

    public boolean isSolved() {
        return indy.canReachTreasure();
    }

    @Override
    public String toString() {
        if (stringValue == null) {
            final StringBuilder out = new StringBuilder();
            for (int row = 0; row < map.length; row++) {
                if (row == 0) {
                    out.append('\u250C');
                    for (int col = 0; col < map[row].length; col++)
                        out.append('\u2500');
                    out.append("\u2510\n");
                }
                out.append('\u2502');
                for (int col = 0; col < map[row].length; col++) {
                    if (indy.isAt(row, col))
                        out.append('*');
                    else if (goal.isAt(row, col))
                        out.append("$");
                    else if (isRockPresent(row, col))
                        out.append("@");
                    else if (map[row][col])
                        out.append('\u2588');
                    else
                        out.append(base64(dijkstra[row][col]));
                }
                out.append("\u2502\n");
                if (row == map.length - 1) {
                    out.append('\u2514');
                    for (int col = 0; col < map[row].length; col++)
                        out.append('\u2500');
                    out.append("\u2518\n");
                }
            }
            stringValue = out.toString();
        }
        return stringValue;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj)
            return true;
        if (!obj.getClass().equals(getClass()))
            return false;
        final Maze other = (Maze) obj;
        if (other.map.length != map.length)
            return false;
        for (int row = 0; row < map.length; row++) {
            if (other.map[row].length != map[row].length)
                return false;
            for (int col = 0; col < map[row].length; col++)
                if (other.map[row][col] != map[row][col])
                    return false;
        }
        return indy.equals(other.indy) && rocks.equals(other.rocks) && goal.equals(other.goal);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return getClass().hashCode() ^ indy.hashCode() ^ goal.hashCode() ^ rocks.hashCode();
    }

    private final class Goal extends PointOfInterest {
        public Goal(final int row, final int col) {
            super(row, col);
        }
    }

    private final class Indy extends PointOfInterest {
        public Indy(final int row, final int col) {
            super(row, col);
        }

        public boolean canReachTreasure() {
            return dijkstraScore(row, col) < Integer.MAX_VALUE;
        }

        public SortedMap<Rock, Set<Direction>> getMoveableRocks() {
            final SortedMap<Rock, Set<Direction>> out = new TreeMap<>();
            @SuppressWarnings("unchecked")
            final Set<Direction> checked[][] = new Set[map.length][map[row].length];
            lookForRocks(out, checked, row, col, null);
            return out;
        }

        private final void lookForRocks(final Map<Rock, Set<Direction>> rockStore,
                                        final Set<Direction>[][] checked,
                                        final int row,
                                        final int col,
                                        final Direction comingFrom) {
            if (row < 0 || col < 0 || row >= checked.length || col >= checked[row].length)
                return;
            if (checked[row][col] == null)
                checked[row][col] = EnumSet.noneOf(Direction.class);
            if (checked[row][col].contains(comingFrom))
                return;
            for (final Rock rock : rocks) {
                if (rock.row == row && rock.col == col) {
                    if (rock.canBeMoved(comingFrom) && rock.isWorthMoving(comingFrom)) {
                        if (!rockStore.containsKey(rock))
                            rockStore.put(rock, EnumSet.noneOf(Direction.class));
                        rockStore.get(rock).add(comingFrom);
                    }
                    return;
                }
            }
            if (comingFrom != null)
                checked[row][col].add(comingFrom);
            for (final Direction dir : Direction.values())
                if (comingFrom == null || dir != comingFrom.opposite())
                    if (isEmpty(row + dir.drow, col + dir.dcol) || isRockPresent(row + dir.drow, col + dir.dcol))
                        lookForRocks(rockStore, checked, row + dir.drow, col + dir.dcol, dir);
        }
    }

    private final class Rock extends PointOfInterest implements Comparable<Rock> {
        public Rock(final int row, final int col) {
            super(row, col);
        }

        public boolean canBeMoved(final Direction direction) {
            return isEmpty(row + direction.drow, col + direction.dcol);
        }

        public boolean isWorthMoving(final Direction direction) {
            boolean worthIt = false;
            boolean reachable = false;
            int emptyAround = 0;
            for (final Direction dir : Direction.values()) {
                reachable |= (dijkstraScore(row, col) < Integer.MAX_VALUE);
                emptyAround += (isEmpty(row + dir.drow, col + dir.dcol) ? 1 : 0);
                if (dir != direction && dir != direction.opposite()
                    && dijkstraScore(row + dir.drow, col + dir.dcol) < Integer.MAX_VALUE)
                    worthIt = true;
            }
            return (emptyAround < 4) && (worthIt || !reachable);
        }

        public int proximityIndice() {
            final int ds = min(dijkstraScore(row - 1, col),
                               dijkstraScore(row + 1, col),
                               dijkstraScore(row, col - 1),
                               dijkstraScore(row, col + 1));
            if (ds < Integer.MAX_VALUE)
                return ds;
            else
                return min(dijkstraGhostScore(row - 1, col),
                           dijkstraGhostScore(row + 1, col),
                           dijkstraGhostScore(row, col - 1),
                           dijkstraGhostScore(row, col + 1));
        }

        @Override
        public int compareTo(Rock o) {
            return new Integer(proximityIndice()).compareTo(o.proximityIndice());
        }
    }

    private static final char base64(final int i) {
        if (i >= 0 && i <= 9)
            return (char) ('0' + i);
        else if (i < 36)
            return (char) ('A' + (i - 10));
        else
            return ' ';
    }

    private static final int min(final int i1, final int i2, final int... in) {
        int min = Math.min(i1, i2);
        for (final int i : in)
            min = Math.min(min, i);
        return min;
    }
}

Rubinowy - Ogromny i zniszczony

Nieco naiwna implementacja, która brutalnie wymusza przejście przez labirynt. To nie jest super szybkie w niektórych (nie tak) dziwnych przypadkach. Można to poprawić, znajdując lepszą heurystykę niż tylko „jeśli jest bliżej skarbu, będziemy chcieli najpierw zbadać”, ale ogólne pomysły już istnieją.

Pokaże także, jak Indiana dostał skarb w razie potrzeby, to bonus.

EMPTY = '0'
WALL = '1'
INDY = '2'
GOAL = '3'
ROCK = '4'

map=%q|8 8
00001000
00000100
00000010
00000010
03004040
10000010
10000100
10000102|

def deep_dup(arr)
  dupl = arr.dup
  (0..dupl.size-1).to_a.each do |i|
    dupl[i] = dupl[i].dup
  end
  return dupl
end

class Map
  @@visited = []
  attr_reader :mapdata, :indy_r, :indy_c, :prev

  def self.parse(str)
    lines = str.split("\n")
    mapdata = []
    indy_r = -1
    indy_c = -1
    lines[1..-1].each_with_index do |line, idx|
      row = ((mapdata ||= [])[idx] ||= [])
      line.split(//).each_with_index do |c, cidx|
        if c==INDY
          indy_r = idx
          indy_c = cidx
          row[cidx] = EMPTY
        else
          row[cidx] = c
        end
      end
    end
    return Map.new(mapdata, indy_r, indy_c)
  end

  def initialize(mapdata, indy_r, indy_c, prev = nil, pushed = false)
    @mapdata = mapdata
    @mapdata.freeze
    @mapdata.each {|x| x.freeze}
    @indy_r = indy_r
    @indy_c = indy_c
    @prev = prev
    @pushed = pushed
  end

  def visit!
    @@visited << self
  end

  def visited?
    @@visited.include?(self)
  end

  def pushes
    pushes = @pushed ? 1 : 0
    if @prev
      pushes += @prev.pushes
    end
    return pushes
  end

  def history
    return @prev ? [email protected] : 0
  end

  def next_maps
    maps = []
    [[-1, 0], [1, 0], [0, -1], [0, 1]].each do |dr, dc|
      new_i_r = self.indy_r + dr
      new_i_c = self.indy_c + dc
      if new_i_r >= 0 && new_i_r < @mapdata.size && new_i_c >= 0 && new_i_c < @mapdata[0].size
        new_map = nil
        pushed = false
        case @mapdata[new_i_r][new_i_c]
        when EMPTY, GOAL then new_map = @mapdata
        when ROCK then
          if @mapdata[new_i_r+dr] && @mapdata[new_i_r+dr][new_i_c+dc] == EMPTY
            new_map = deep_dup(@mapdata)
            new_map[new_i_r][new_i_c] = EMPTY
            new_map[new_i_r+dr][new_i_c+dc] = ROCK
            pushed = true
          end
        end
        if new_map && !@@visited.include?(new_map = Map.new(new_map, new_i_r, new_i_c, self, pushed))
          maps << new_map
        end
      end
    end
    return maps
  end

  def wins?
    return @mapdata[@indy_r][@indy_c] == GOAL
  end

  def to_s
    str = ''
    @mapdata.each_with_index do |row, r|
      row.each_with_index do |col, c|
        if r == @indy_r and c == @indy_c then
          str += 'I'
        else
          case col
          when EMPTY then str += '_'
          when WALL then str+= '#'
          when ROCK then str += 'O'
          when GOAL then str += '$'
          end
        end
      end
      str += "\n"
    end
    return str
  end

  def ==(other)
    return (self.mapdata == other.mapdata) &&
      (self.indy_r == other.indy_r) &&
      (self.indy_c == other.indy_c)
  end

  def dist_to_treasure
    if @distance.nil?
      @mapdata.each_with_index do |r, ri|
        r.each_with_index do |c, ci|
          if c == GOAL
            @distance = Math.sqrt((ri - @indy_r)**2 + (ci - @indy_c)**2)
            return @distance
          end
        end
      end
    end
    return @distance
  end

  def <=>(other)
    dist_diff = self.dist_to_treasure <=> other.dist_to_treasure
    if dist_diff != 0
      return dist_diff
    else
      return self.pushes <=> other.pushes
    end
  end
end

scored = nil
root = Map.parse(map)
to_visit = [root]
until to_visit.empty?
  state = to_visit.pop
  next if state.visited?
  if state.wins? && (scored.nil? || scored.pushes > state.pushes)
    scored = state
  end
  state.visit!
  to_visit += state.next_maps
  to_visit.reject! {|x| x.visited? || (scored && scored.pushes <= x.pushes) }
  to_visit.sort!
  to_visit.reverse!
end

puts scored ? scored.pushes : 'X'
exit(0) unless scored
steps = [scored]
curr = scored
while curr = curr.prev
  steps << curr
end
puts "\nDetails of the path:"
steps.reverse.each_with_index do |step, idx|
  puts "Step ##{idx} (history: #{step.history}, pushes so far: #{step.pushes})"
  puts step
  puts
end

Edycja: Zastanawiałem się nad sposobami, aby znacznie poprawić wydajność tego w nieoczywistych sytuacjach (gdzie obecnie ssie zielone jaja), rezygnując z prostej oceny ruchu (np. Dbam tylko o to, kiedy indy pcha skały i / lub dociera do skarbu). Prawdopodobnie zaktualizuję kod później, gdy będę miał czas na wdrożenie.

C ++ 14 z 16

Algorytm jest nieefektywny i wymaga pamięci. Dodatkowo nie mogłem sobie pozwolić na czas, aby to uporządkować, ale zrobię to, gdy będę miał więcej czasu;) Ciekawe jest to, że mój algorytm zawodzi na tych samych mapach testowych co pytający. Na moim starożytnym notatniku proces zaczyna się zamieniać na mapy T4 i T6. Mapa 3 trwa dość długo, ale jest rozwiązana w czasie. Wszystkie pozostałe są rozwiązywane niemal natychmiast. Więc muszę wymyślić, jak rozwiązać T4 i T6 i wypróbować algorytm na maszynie z większą pamięcią. W końcu mogę rozwiązać T4 i T6. Będę aktualizować wpis ...

Poniżej znajduje się wynik. (X: źle, O: dobrze,?: Trwa co najmniej 10 sekund, zatrzymany)

Map#         : 0 1 2 3 4 5 12 15 19 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
C++  (foobar): O O O O O O  O  O  O  O  O  O  ?  O  ?  O
Ruby (Romain): X O O ? O O  O  X  ?  ?  O  ?  ?  ?  ?  ?
Java (Romain): O O X O X X  O  O  ?  ?  O  O  O  X  O  O

Ponieważ kod źródłowy jest dość długi i niezbyt przyjemny do odczytania ... Zasadniczo szuka on wszystkich kamieni, do których może dotrzeć Indiana Jones. W przypadku skał, do których można dotrzeć, przechowuje informacje, w które strony można je przenieść. Tak więc tworzona jest lista możliwych ruchów dla bieżącej mapy. Dla każdego z tych możliwych ruchów tworzona jest kopia mapy i ruch jest stosowany. W przypadku nowo utworzonych map algorytm ponownie sprawdzi, które ruchy można zastosować ... Robi się to do momentu, gdy nie będą możliwe dalsze ruchy lub nie dojdzie do drogi do skrzyni skarbów. Gdy algorytm najpierw próbuje wszystkich ruchów, które wymagałyby tylko jednego ruchu, aby dotrzeć do skrzyni, następnie wszystko, co zajęłoby dwa, i tak dalej ... pierwszy znaleziony sposób jest również automatycznie najkrótszy. Aby zapobiec pętlom, algorytm zapamiętuje dla każdej mapy, jakie ruchy można zastosować. Jeśli tworzona jest inna mapa, w wyniku której znajduje się lista ruchów, które zostały już wcześniej znalezione, są one po cichu usuwane, ponieważ są już przetwarzane. Niestety nie jest możliwe wykonanie każdego ruchu tylko raz, ponieważ mogą istnieć mapy, które wymagają kilkukrotnego przesunięcia skały nad tym samym polem. W przeciwnym razie mógłbym zaoszczędzić dużo pamięci. Dodatkowo, aby rozwiązać mapy takie jak mapa 3 w czasie, algorytm ignoruje wszystkie skały, po których można chodzić ... Więc na mapie 3 skała w środku nigdzie nie będzie się przemieszczać, ale tylko do momentu, gdy nie będzie wokół niej żadnych ścian. Kod można skompilować z g ++ --std = c ++ 0x z g ++ w wersji 4.4.3 lub nowszej. nie można wykonać każdego ruchu tylko raz, ponieważ mogą istnieć mapy, które wymagają kilkukrotnego przesunięcia skały nad tym samym polem. W przeciwnym razie mógłbym zaoszczędzić dużo pamięci. Dodatkowo, aby rozwiązać mapy takie jak mapa 3 w czasie, algorytm ignoruje wszystkie skały, po których można chodzić ... Więc na mapie 3 skała w środku nigdzie nie będzie się przemieszczać, ale tylko do momentu, gdy nie będzie wokół niej żadnych ścian. Kod można skompilować z g ++ --std = c ++ 0x z g ++ w wersji 4.4.3 lub nowszej. nie można wykonać każdego ruchu tylko raz, ponieważ mogą istnieć mapy, które wymagają kilkukrotnego przesunięcia skały nad tym samym polem. W przeciwnym razie mógłbym zaoszczędzić dużo pamięci. Dodatkowo, aby rozwiązać mapy takie jak mapa 3 w czasie, algorytm ignoruje wszystkie skały, po których można chodzić ... Więc na mapie 3 skała w środku nigdzie nie będzie się przemieszczać, ale tylko do momentu, gdy nie będzie wokół niej żadnych ścian. Kod można skompilować z g ++ --std = c ++ 0x z g ++ w wersji 4.4.3 lub nowszej. ale tylko dopóki nie będzie już wokół niego ścian. Kod można skompilować z g ++ --std = c ++ 0x z g ++ w wersji 4.4.3 lub nowszej. ale tylko dopóki nie będzie już wokół niego ścian. Kod można skompilować z g ++ --std = c ++ 0x z g ++ w wersji 4.4.3 lub nowszej.

#include <vector>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <sstream>
#include <unordered_set>
#include <utility>

enum class dir : char {
    up, down, left, right
};

enum class field : char {
    floor, wall, indiana, treasure, rock, border, visited
};

class pos {
    private:
        int x, y;
        field f_type;


    public:
        pos() : x{-1}, y{-1}, f_type{field::border} {}
        pos(int x, int y, field f_type) : x{x}, y{y}, f_type{f_type} {}

        const field& get() {
            return f_type;
        }

        friend class map;
        friend class move;

        bool operator==(const pos& other) const {
            return x == other.x && y == other.y && f_type == other.f_type;
        }
};

class move {
    private:
        pos position;
        dir direction;

    public:
        move(pos& position, dir&& direction) : position(position), direction(direction) {}

        bool operator==(const move& other) const {
            return position == other.position && direction == other.direction;
        }

        int int_value() const {
            return static_cast<char>(direction) + position.x + position.y + static_cast<char>(position.f_type);
        }

        std::string str() const;

        friend class map;
};

std::string move::str() const {
    std::string direction_str;
    switch(direction) {
        case dir::up: direction_str = "up"; break;
        case dir::down: direction_str = "down"; break;
        case dir::left: direction_str = "left"; break;
        case dir::right: direction_str = "right"; break;
    }
    std::ostringstream oss{};
    oss << "move x" << position.x << " y" << position.y << " " << direction_str;
    return oss.str();
}

std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const move& move_object) {
    return os << move_object.str();
}


namespace std {
    template<> struct hash< ::move> {
        size_t operator()(const ::move& o) const {
            return hash<int>()(o.int_value());
        }
    };
}


class constellation {
    private:
        const std::unordered_set<move> moves;

    public:
        constellation(const std::unordered_set<move>& moves) : moves(moves) {}

        bool operator==(const constellation& other) const {
            if (moves.size() != other.moves.size()) return false;
            for (auto i = moves.begin(); i != moves.end(); ++i) {
                if (!other.moves.count(*i)) return false;
            }
            return true;
        }

        int int_value() const {
            int v = 0;
            for (auto i = moves.begin(); i != moves.end(); ++i) {
                v += i->int_value();
            }
            return v;
        }
};

namespace std {
    template<> struct hash< ::constellation> {
        size_t operator()(const ::constellation& o) const {
            return hash<int>()(o.int_value());
        }
    };
}


class map {

    private:
        pos* previous;
        pos start, border;
        std::vector< std::vector<pos> > rep;
        void init(const std::string&);

    public:
        map(std::istream& input) : previous{} {
            init(static_cast<std::stringstream const&>(std::stringstream() << input.rdbuf()).str());
        }

        map& move(const move& m) {
            pos source = m.position;
            pos& target = get(source, m.direction);
            target.f_type = source.f_type;
            source.f_type = field::indiana;
            rep[start.y][start.x].f_type = field::floor;
            start = source;
            rep[start.y][start.x].f_type = field::indiana;
            return *this;
        }

        std::string str() const;

        pos& get() { return start; }

        pos& get(pos& position, const dir& direction) {
            int tx = position.x, ty = position.y;
            switch(direction) {
                case dir::up: --ty; break;
                case dir::down: ++ty; break;
                case dir::left: --tx; break;
                case dir::right: ++tx; break;
            }
            previous = &position;
            if (tx >= 0 && ty >= 0 && static_cast<int>(rep.size()) > ty && static_cast<int>(rep[ty].size()) > tx) {
                pos& tmp = rep[ty][tx];
                return tmp;
            }
            border.x = tx;
            border.y = ty;
            return border;
        }

        pos& prev() {
            return *previous;
        }

        void find_moves(std::unordered_set< ::move>& moves, bool& finished) {
            map copy = *this;
            auto& rep = copy.rep;
            bool changed = true;

            while (changed) {
                changed = false;
                for (auto row = rep.begin(); row != rep.end(); ++row) {
                    for (auto col = row->begin(); col != row->end(); ++col) {
                        // check if the field is of interest
                        if (col->f_type == field::floor || col->f_type == field::treasure || col->f_type == field::rock) {
                            // get neighbours
                            pos& up = copy.get(*col, dir::up);
                            pos& down = copy.get(*col, dir::down);
                            pos& left = copy.get(*col, dir::left);
                            pos& right = copy.get(*col, dir::right);
                            // ignore uninteresting rocks
                            if (col->f_type == field::rock && (up.f_type == field::floor || up.f_type == field::indiana || up.f_type == field::visited) && (down.f_type == field::floor || down.f_type == field::indiana || down.f_type == field::visited) && (left.f_type == field::floor || left.f_type == field::indiana || left.f_type == field::visited) && (right.f_type == field::floor || right.f_type == field::indiana || right.f_type == field::visited)) {
                                pos& upper_left = copy.get(up, dir::left);
                                pos& lower_left = copy.get(down, dir::left);
                                pos& upper_right = copy.get(up, dir::right);
                                pos& lower_right = copy.get(down, dir::right);
                                if ((upper_left.f_type == field::floor || upper_left.f_type == field::indiana || upper_left.f_type == field::visited) && (lower_left.f_type == field::floor || lower_left.f_type == field::indiana || lower_left.f_type == field::visited) && (upper_right.f_type == field::floor || upper_right.f_type == field::indiana || upper_right.f_type == field::visited) && (lower_right.f_type == field::floor || lower_right.f_type == field::indiana || lower_right.f_type == field::visited)) {
                                    continue;
                                }
                            }
                            // check if the field can be reached
                            if (up.f_type == field::visited || up.f_type == field::indiana) {
                                if (col->f_type == field::rock && (down.f_type == field::visited || down.f_type == field::floor || down.f_type == field::indiana)) {
                                    auto insertion = moves.insert( ::move(*col, dir::down));
                                    if (insertion.second) {
                                        changed = true;
                                    }
                                }
                                else if (col->f_type == field::floor) {
                                    changed = true;
                                    col->f_type = field::visited;
                                }
                                else if (col->f_type == field::treasure) {
                                    finished = true;
                                    return;
                                }
                            }
                            if (down.f_type == field::visited || down.f_type == field::indiana) {
                                if (col->f_type == field::rock && (up.f_type == field::visited || up.f_type == field::floor || up.f_type == field::indiana)) {
                                    auto insertion = moves.insert( ::move(*col, dir::up));
                                    if (insertion.second) {
                                        changed = true;
                                    }
                                }
                                else if (col->f_type == field::floor) {
                                    changed = true;
                                    col->f_type = field::visited;
                                }
                                else if (col->f_type == field::treasure) {
                                    finished = true;
                                    return;
                                }
                            }
                            if (left.f_type == field::visited || left.f_type == field::indiana) {
                                if (col->f_type == field::rock && (right.f_type == field::visited || right.f_type == field::floor || right.f_type == field::indiana)) {
                                    auto insertion = moves.insert( ::move(*col, dir::right));
                                    if (insertion.second) {
                                        changed = true;
                                    }
                                }
                                else if (col->f_type == field::floor) {
                                    changed = true;
                                    col->f_type = field::visited;
                                }
                                else if (col->f_type == field::treasure) {
                                    finished = true;
                                    return;
                                }
                            }
                            if (right.f_type == field::visited || right.f_type == field::indiana) {
                                if (col->f_type == field::rock && (left.f_type == field::visited || left.f_type == field::floor || left.f_type == field::indiana)) {
                                    auto insertion = moves.insert( ::move(*col, dir::left));
                                    if (insertion.second) {
                                        changed = true;
                                    }
                                }
                                else if (col->f_type == field::floor) {
                                    changed = true;
                                    col->f_type = field::visited;
                                }
                                else if (col->f_type == field::treasure) {
                                    finished = true;
                                    return;
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }

};

void map::init(const std::string& in) {
    bool first = true;

    for(auto i = in.begin(); i != in.end(); ++i) {
        if (*i == '\n') {
           first = false;
            rep.push_back({});
            continue;
        }
        else if (first) continue;

        field tmp(static_cast<field>(*i - '0'));
        pos current(rep.back().size(), rep.size() - 1, tmp);
        switch(tmp) {
            case field::indiana:
                start = current;
            case field::floor:
            case field::wall:
            case field::treasure:
            case field::rock:
                rep.back().push_back(current);
                break;
            default: std::cerr << "Invalid field value '" << (char) (static_cast<char>(tmp) + 48) << '\'' << std::endl;
        }
    }
}

std::string map::str() const {
    std::string t{};
    for (auto row = rep.begin(); row != rep.end(); ++row) {
        for (auto col = row->begin(); col != row->end(); ++col) {
            t += static_cast<char>(col->f_type) + '0';
        }
        t += '\n';
    }
    return t;
}

std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const map& map_object) {
    return os << map_object.str();
}

int solve(map&& data) {
    int moves_taken = -1;
    bool finished = false;
    std::vector<map> current_maps{data}, next_maps;
    std::unordered_set<constellation> known_constellations;

    while (!finished && !current_maps.empty()) {
        for (auto i = current_maps.begin(); i != current_maps.end(); ++i) {
            std::unordered_set<move> moves;
            i->find_moves(moves, finished);
            auto result = known_constellations.insert(constellation(moves));
            if (!result.second) {
                continue; // this map constellation was already seen. prevent loops...
            }

            if (finished) break;
            for (auto m = moves.begin(); m != moves.end(); ++m) {
                map map_copy = *i;
                map_copy.move(*m);
                next_maps.push_back(map_copy);
            }


        }
        ++moves_taken;
        current_maps = std::move(next_maps);
    }
    if (!finished && current_maps.empty()) return -1;
    return moves_taken;
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    map data{std::cin};

    int moves_taken = solve(std::move(data));
    if (moves_taken == -1) std::cout << "X" << std::endl;
    else std::cout << moves_taken << std::endl;

    return 0;
}

Edycja: program pobiera dane ze standardowego wejścia i ignoruje pierwszy wiersz zawierający rozmiar mapy. Sprawdza, czy używane są tylko dozwolone postacie na mapie, ale nie sprawdza, czy jest tylko jedna Indiana Jones i jedna skrzynia skarbów. Możliwe jest więc umieszczenie więcej niż jednego, a najmniejsze ruchy wymagane do osiągnięcia jednej ze skrzyń są drukowane na standardowym ekranie. Wszelkie nieprawidłowe znaki na mapie są pomijane, a program spróbuje obliczyć najmniejszą liczbę ruchów dla wynikowej mapy. Obliczenia rozpoczną się po zamknięciu standardowego wejścia (w moim systemie ctrl + d).