Jesteś w lochu na jednym piętrze. Jest skarb, który jest chroniony przez zamknięte drzwi. Drzwi można otworzyć, znajdując odpowiednie klucze. Twoim celem jest znalezienie najkrótszej ścieżki do skarbu.

Wkład

Wejście będzie dwuwymiarową siatką reprezentującą początkowy układ lochu.

###########
#$   #   g#
#    # ####
###G##    #
#    ####C#
#c  @     #
###########

To ty: @
To są ściany: #
To jest skarb: $
Zamknięte drzwi są wielkimi literami: A... Z
Każde drzwi mają odpowiadające im małe litery:a ...z

• Zawsze będzie jeden @ i jeden $.
• Loch zawsze będzie prostokątny.

• Nie ma gwarancji, że zewnętrzna krawędź lochu jest ścianą. To jest prawidłowy loch:

    $ 
  A## 
  @ a
  

• Nie ma gwarancji, że skarb jest osiągalny. Niektóre lochy mogą nie być rozwiązane.
• Mogą istnieć drzwi bez klucza i mogą istnieć klucze, które nie otwierają żadnych drzwi.
• Nigdy nie będzie duplikatów drzwi ani kluczy.

Wydajność

Twój program powinien wypisać sekwencję R, L, U, D(lub 4 inne odrębne symbole) do reprezentowania najkrótszą możliwą drogę do skarbu. Tutaj RLUDoznacza odpowiednio: prawo, lewo, góra i dół. Jeśli istnieje wiele najkrótszych ścieżek, program musi wydrukować tylko jedną z nich.

• Nie możesz przejść na ścianę.
• Nie możesz poruszać się poza granicami lochu.
• Nie możesz przejść do drzwi bez podniesienia klucza.
• Przejdź na klucz, aby go podnieść.
• Nie trzeba otwierać każdych drzwi.

Jeśli nie można dotrzeć do skarbu poprzez prawidłową sekwencję ruchów, twój program musi zakończyć się bez drukowania niczego. (Końcowy znak nowej linii jest dozwolony.)

Punktacja

To jest golf golfowy, więc wygrywa odpowiedź z najmniejszą liczbą bajtów.

Przypadki testowe

Każdy przypadek testowy będzie miał wysokość i szerokość lochu w pierwszej linii oraz jedną możliwą ścieżkę z optymalną liczbą ruchów w ostatniej linii.

1 2
@$
R (1)

3 3
  $
#Z#
@ z
RRLUUR (6)

3 5
c#d#$
 #C#D
@    
UUDDRRUUDDRRUU (14)

7 16
c   # b #  ###@ 
###     #       
  A #####  #### 
d #           e 
  B    ## ##### 
###    C   ##   
       # a DE $ 
RDDDDDDL (8)

16 37
#####################################
#    #ijk #a M   ##m##   #    #  R  #
#    #    #  #           #       ####
###J#### ############# ###    #  P b#
#e                       N  h #  ####
##########  ###########  ######     #
#        #  #    $    #  #    #  ####
#  D     H  #         #  #       Q f#
# EcF    #  #####A#####  ######  ####
#  G     #  #####B#####  #          #
#        K  #####C#####  ############
#        #                          #
########### #         #### ##### ####
#     # p   #         # n    #      #
# d         #    @    #     o#   r  #
#################Z###################
UUULLLLLLDDLLLDLLLLLLRRRRRRRRRUUURRRRRRRRRRRRRRRDDLLRRUULLUUUUUUURRRRRUURRRDRRRLLLLULLLLLDDLLLLUULLLUDLLLLLULLLRRRRRDRRRRRRDDLLLLLLLLLLLLDDDLLLLLLLDURRRRRRRRDDDDRRRRRRUUUUU (172)

Nie można dotrzeć do skarbu w następujących lochach. W tych przypadkach testowych nie powinno być żadnych wyników.

1 3
@#$

7 11
#a#j#$#i#f#
# #E#F#c#H#
# #K#D#A#G#
#         #
#C#J# #I#B#
#h#d# #L#g#
#l#e#@#b#k#

10 25
#########################
   # fgh  #  # c B b #  #
 $ #      #  #   #   #  #
   ###### #  ##H###E##  #
   #                    #
   #     #########  ##e##
   Z @   D     y #  #   #
   #     #########  F  C#
   #     G          # Ad#
#########################

Poniższy fragment kodu może służyć do sprawdzania poprawności odpowiedzi.

function run() {var dungeonText = document.getElementById("dungeon").value;var dungeonLines = dungeonText.split("\n");var height = dungeonLines.length;var width = dungeonLines[0].length;var dungeon = new Array(height);for (i = 0; i < dungeon.length; i++) {var dungeonLine = dungeonLines[i];if (dungeonLine.length != width) {return error("The dungeon is not rectangular");} dungeon[i] = dungeonLines[i].split("");} var movesText = document.getElementById("moves").value;var moves = movesText.trim().split("");var moveCount = moves.length;var rowAt, colAt;for (r = 0; r < dungeon.length; r++) {for (c = 0; c < dungeon[r].length; c++) {if (dungeon[r][c] == '@') {rowAt = r;colAt = c;}}} var treasure = false;while (moves.length > 0) {var move = moves[0];var row = rowAt,col = colAt;switch (move) {case 'R':col++;break;case 'L':col--;break;case 'U':row--;break;case 'D':row++;break;default:return print(dungeon, moves, "Invalid move");} if (row < 0 || col < 0 || row >= height || col >= width) {return print(dungeon, moves, "Out of bounds");} var target = dungeon[row][col];if (target.match(/[A-Z#]/)) {return print(dungeon, moves, "Path blocked");} if (target.match(/[a-z]/)) {var door = target.toUpperCase();for (r = 0; r < dungeon.length; r++) {for (c = 0; c < dungeon[r].length; c++) {if (dungeon[r][c] == door) {dungeon[r][c] = ' ';}}}} if (target == '$') {treasure = true;} dungeon[row][col] = '@';dungeon[rowAt][colAt] = '.';rowAt = row;colAt = col;moves.shift();} if (treasure) {print(dungeon, moves, "Got the treasure in " + moveCount + " moves!");} else {print(dungeon, moves, "Failed to reach treasure");}} function error(message) {var result = document.getElementById("result");result.innerHTML = message;} function print(dungeon, moves, message) {var output = message + "\n";for (r = 0; r < dungeon.length; r++) {for (c = 0; c < dungeon[r].length; c++) {output += dungeon[r][c];} output += "\n";} for (i = 0; i < moves.length; i++) {output += moves[i];} var result = document.getElementById("result");result.innerHTML = output;}

Dungeon:<br/><textarea id="dungeon" name="dungeon" rows="20" cols="40"></textarea><br/>Moves:<br/><textarea id="moves" name="moves" cols="40"></textarea><br/><button id="run" name="run" onclick="run();">Start</button><br/><br/>Result:<br/><textarea id="result" name="result" rows="20" cols="40" disabled></textarea><br/>

Perl, 157 152 151 bajtów

Zawiera +4 dla -p0(nie może być liczone jako rozszerzenie, -eponieważ używa' w kilku miejscach)

Uruchom z labiryntem na STDIN:

./keymaze.pl < maze.txt

keymaze.pl:

#!/usr/bin/perl -p0
1until$n{map/\n/&&"L1R-1U@+D-@+"=~s%\pL%$t=$1{$_}.$&;pos=$^H=-$'+s'@' '*"@-",s/\G[a-z\$ ]/\@/+s/$&/ /i?/\$/?$1{$_}:$\||=$t:0for"$_"%reg,$_,%1}++.$\}{

Zamień \ni ^Hich dosłowne wersje dla żądanego wyniku. Potrzebuje około 1 godziny i nieco mniej niż 2 gigabajty na mojej maszynie, aby rozwiązać wielki labirynt.

Java 8-1282 1277 1268 1259 1257 bajtów

To przechodzi wszystkie testy. Jednak w przypadku niektórych z nich daje to nieco inne wyniki (gdy istnieje więcej niż jeden optymalny sposób, co nie stanowi problemu).

W przypadku czwartego testu daje to:

RDDDDDLD

Zamiast tego:

RDDDDDDL

W przypadku piątego testu daje to:

LLLLUUULLDDLLLLDLLLLLRRRRRRURRRUURRRRRRRRRRRRRRRDDLLRRUULLUUUUUUURRRRRUURRRDRRRLLLLULLLDDLLLLLLUULLLUDLLLLLULLLRRRRRDRRRRRRDDLLLLLLLLLLLLDDDLLLLLLLDURRRRRRRRDDDDRRRRRRUUUUU

Zamiast tego:

UUULLLLLLDDLLLDLLLLLLRRRRRRRRRUUURRRRRRRRRRRRRRRDDLLRRUULLUUUUUUURRRRRUURRRDRRRLLLLULLLLLDDLLLLUULLLUDLLLLLULLLRRRRRDRRRRRRDDLLLLLLLLLLLLDDDLLLLLLLDURRRRRRRRDDDDRRRRRRUUUUU

Wersja golfowa:

import java.util.*;class G{int y,w,h,p;String C="",S,o,v;Map m=new HashMap();String q(int a){return a<1?"":"#"+q(a-1);}public static void main(String[]a)throws Exception{new G(new String(java.nio.file.Files.readAllBytes(new java.io.File(a[0]).toPath())));}G(String a){w=(a+"\n").indexOf(10)+3;String t=q(w)+a.replace("\n","##")+q(w);for(char j=65,k=97;j<91;j++,k++){if(t.indexOf(j)*t.indexOf(k)<0)t=t.replace(j,'#').replace(k,' ');}h=t.length()/--w;S=v=q(w*h);t=g(t);if(t!=v)System.out.print(t);}String g(String t){o=(String)m.get(t);if(o!=null)return o;if(t.indexOf(36)<0){if(S.length()>C.length())S=C;return"";}String d="";int f=t.indexOf(64),M[]=new int[w*h],N[]=new int[w*h];Queue<Integer>s=new ArrayDeque();s.add(f);while(!s.isEmpty()){y=s.poll();int[]P={y+1,y-1,y+w,y-w};for(int v:P){char j=t.replaceAll("[A-Z]","#").charAt(v);if(v!=f&j!=35&(N[v]<1|M[y]+1<M[v])){M[v]=M[y]+1;N[v]=y;s.add(v);if(j>32)d+=j;}}}o=d.chars().distinct().mapToObj(e->{String z="",c=C;for(y=t.indexOf(e);y!=f;y=N[y]){p=y-N[y];z=(p==w?"D":p==-w?"U":p==1?"R":"L")+z;}if(S.length()<=(C+z).length())return v;C+=z;String u=g(t.replace('@',' ').replace((char)e,'@').replace((char)(e-32),' '));C=c;return u==v?v:z+u;}).reduce(v,(a,b)->a.length()<b.length()?a:b);m.put(t,o);return o;}}

Wersja bez golfa

Cechy:

• Informacyjne nazwy zmiennych;
• Wyjaśniające i szczegółowe komentarze;
• Prawidłowa identyfikacja

import java.util.*;

/**
 * @author Victor Stafusa
 */
class TreasureHunt {

    // Note: on normal (non-golfing programming) those variables should have been scoped properly.
    // They are instance variables just for golfing purposes.
    // On the golfed version, nextCellIndex and waypointCellIndex are the same variable. The same also happens to cachedValue and result. This happens is for golfing purposes.

    int nextCellIndex,
            width,
            height,
            waypointCellIndex,
            cellIndexDifference;

    String previousPath = "",
            bestSolutionSoFar,
            cachedValue,
            result,
            failureFlag;

    // This should be Map<String, String>, but the generics were omitted for golfing.
    // It is needed to avoid recomputing long partial dungeons (i.e. dynamic programming).
    Map cachedResults = new HashMap();

    // Returns a lot of hashes. Like aLotOfHashes(7) will return "#######".
    String aLotOfHashes(int howMany) {
        return howMany < 1 ? "" : "#" + aLotOfHashes(howMany - 1);
    }

    // Here is where our program starts.
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // Read all the content of the file from args[0] and put it into a string.
        // Pass that string as a parameter to the constructor.
        // The instance itself is useless - it is just a golfing trick.
        new TreasureHunt(new String(java.nio.file.Files.readAllBytes(new java.io.File(args[0]).toPath())));
    }

    // Pre-processs the source in order to format it in the way that we want:
    // * No separators between rows. It uses the (row * width + column) formula, so no separators are needed.
    // * An extra layer of wall is added in all sides. This naturally fix up problems about walking out of the edges of the board, wrapping-around or acessing invalid array indexes.
    // This is a constructor just for golfing purposes. Its instances are worthless.
    TreasureHunt(String originalSource) {

        // Finds the width by searching the first line-feed.
        // If there is just one line and no line-feed, the [+ "\n"] will ensure that it will not break.
        // The [+ 3] is because we will add a layer of walls around, so it will be widen by one cell in the left and one in the right (which is +2).
        // We still get one more in the width that will be decremented later to use that in the aLotOfHashes method below.
        // 10 == '\n'.
        width = (originalSource + "\n").indexOf(10) + 3;

        // Add a layer of walls in the top and in the bottom (using a lot of hashes for that).
        // Replaces the line-feed by a pair of walls, representing the rightmost wall of a row and the leftmost row of the following row.
        // Since there is no line-feed before the first line nor after the last line, we add more two walls to fill those.
        String newSource = aLotOfHashes(width) + originalSource.replace("\n", "##") + aLotOfHashes(width);

        // Remove the keys without door (replaces them as blank spaces) and the doors without keys (replaces them with walls.
        // This way, the resulting dungeon will always have matching keys and doors.
        // 65 == 'A', 97 == 'a', 91 == 'z'+1
        for (char door = 65, key = 97; door < 91; door++, key++) {

            // Now a little math trick. For each key or door, we find an index. If the key or door exist, it will be a positive number. Otherwise it will be negative.
            // The result will never be zero, because the zeroey position is filled with part of the layer of wall that we added.
            // If only one of the key and the door exist, the multiplication will be the product of two numbers with opposite signals, i.e. a negative number.
            // Otherwise (both exists or both don't), then the product will be positive.
            // So, if the product is negative, we just remove the key and the door (only one of them will be removed of course, but we don't need to care about which one).
            if (newSource.indexOf(door) * newSource.indexOf(key) < 0) {
                newSource = newSource.replace(door, '#').replace(key, ' ');
            }
        }

        // Knowing the source length and the width (which we fix now), we can easily find out the height.
        height = newSource.length() / --width;

        // Creates a special value for signaling a non-existence of a path. Since they are sorted by length, this must be a sufficiently large string to always be unfavoured.
        bestSolutionSoFar = failureFlag = aLotOfHashes(width * height);

        // Now, do the hard work to solve the dungeon...
        // Note: On the golfed version, newSource and solution are the same variable.
        String solution = solvingRound(newSource);

        // If a solution is found, then show it. Otherwise, we just finish without printing anything.
        // Note: It is unsafe and a bad practice to compare strings in java using == or != instead of the equals method. However, this code manages the trickery.
        if (solution != failureFlag) System.out.print(solution);
    }

    // This does the hard work, finding a solution for a specific dungeon. This is recursive, so the solution of a dungeon involves the partial solution of the dungeon partially solved.
    String solvingRound(String dungeon) {
        // To avoid many redundant computations, check if this particular dungeon was already solved before. If it was, return its cached solution.
        cachedValue = (String) cachedResults.get(dungeon);
        if (cachedValue != null) return cachedValue;

        // If there is no treasure in the dungeon (36 == '$'), this should be because the adventurer reached it, so there is no further moves.
        if (dungeon.indexOf(36) < 0) {
            if (bestSolutionSoFar.length() > previousPath.length()) bestSolutionSoFar = previousPath;
            return "";
        }

        String keysOrTreasureFound = ""; // Initially, we didn't found anything useful.
        int adventurerSpot = dungeon.indexOf(64), // 64 == '@', find the cell index of the adventurer.
                cellDistance[] = new int[width * height],
                previousWaypoint[] = new int[width * height];

        // Use a queue to enqueue cell indexes in order to floodfill all the reachable area starting from the adventurer. Again, screw up the proper user of generics.
        Queue<Integer> floodFillQueue = new ArrayDeque();
        floodFillQueue.add(adventurerSpot); // Seed the queue with the adventurer himself.

        // Each cell thies to populate its neighbours to the queue. However no cell will enter the queue more than once if it is not featuring a better path than before.
        // This way, all the reachable cells will be reached eventually.
        while (!floodFillQueue.isEmpty()) {
            nextCellIndex = floodFillQueue.poll();

            // Locate the four neighbours of this cell.
            // We don't need to bother of checking for wrapping-around or walking into an invalid cell indexes because we added a layer of walls in the beggining,
            // and this layer of wall will ensure that there is always something in each direction from any reachable cell.
            int[] neighbourCells = {nextCellIndex + 1, nextCellIndex - 1, nextCellIndex + width, nextCellIndex - width};

            // For each neighbouring cell...
            for (int neighbourCellIndex : neighbourCells) {
                // Find the cell content. Considers doors as walls.
                char neighbourCellContent = dungeon.replaceAll("[A-Z]", "#").charAt(neighbourCellIndex);

                if (neighbourCellIndex != adventurerSpot // If we are not going back to the start ...
                        & neighbourCellContent != 35 // ... nor walking into a wall or a door that can't be opened (35 == '#') ...
                        & (previousWaypoint[neighbourCellIndex] < 1 // ... and the neighbour cell is either unvisited ...
                            | cellDistance[nextCellIndex] + 1 < cellDistance[neighbourCellIndex])) //  ... or it was visited before but now we found a better path ...
                { // ... then:
                    cellDistance[neighbourCellIndex] = cellDistance[nextCellIndex] + 1; // Update the cell distance.
                    previousWaypoint[neighbourCellIndex] = nextCellIndex; // Update the waypoint so we can track the way from this cell back to the adventurer.
                    floodFillQueue.add(neighbourCellIndex); // Enqueue the cell once again.
                    if (neighbourCellContent > 32) keysOrTreasureFound += neighbourCellContent; // If we found something in this cell (32 == space), take a note about that.
                }
            }
        }

        // Brute force solutions chosing each one of the interesting things that we found and recursively solving the problem as going to that interesting thing.
        // Warning: This has an exponential complexity. Also, if we found something interesting by more than one path, it will compute that redundantly.
        result = keysOrTreasureFound.chars().distinct().mapToObj(keyOrTreasure -> {
            String tracingWay = "", savedPreviousPath = previousPath;

            // From our keyOrTreasure, trace back the path until the adventurer is reached, adding (in reverse order) the steps needed to reach it.
            for (waypointCellIndex = dungeon.indexOf(keyOrTreasure); waypointCellIndex != adventurerSpot; waypointCellIndex = previousWaypoint[waypointCellIndex]) {

                // Use the difference in cell indexes to see if it is going up, down, right or left.
                cellIndexDifference = waypointCellIndex - previousWaypoint[waypointCellIndex];
                tracingWay = (cellIndexDifference == width ? "D" : cellIndexDifference == -width ? "U" : cellIndexDifference == 1 ? "R" : "L") + tracingWay;
            }

            // If this path is going to surely be longer than some other path already found before, prune the search and fail this path.
            if (bestSolutionSoFar.length() <= (previousPath + tracingWay).length()) return failureFlag;

            // Prepare for recursion, recording the current path as part of the next level recursion's previous path.
            previousPath += tracingWay;

            // Now that we traced our way from the adventurer to something interesting, we need to continue our jorney through the remaining items.
            // For that, create a copy of the dungeon, delete the door of the key that we found (if it was a key),
            // move the adventurer to the thing that we just found and recursively solve the resulting simpler problem.
            String nextRoundPartialSolution = solvingRound(dungeon
                        .replace('@', ' ') // Remove the adventurer from where he was...
                        .replace((char) keyOrTreasure, '@') // ... and put him in the spot of the key or treasure.
                        .replace((char) (keyOrTreasure - 32), ' ')); // ... and if it was a key, delete the corresponding door ([- 32] converts lowercase to uppercase, won't do anything in the case of the treasure).

            // Recursion finished. Now, get back the previous path of the previous recursion level.
            previousPath = savedPreviousPath;

            // If the subproblem resulted in a failure, then it is unsolvable. Otherwise, concatenates the subproblem solution to the steps that we took.
            return nextRoundPartialSolution == failureFlag ? failureFlag : tracingWay + nextRoundPartialSolution;

        // From all the paths we took, choose the shorter one.
        }).reduce(failureFlag, (a, b) -> a.length() < b.length() ? a : b);

        // Now that we have the result of this recursion level and solved this particular dungeon instance,
        // cache it to avoid recomputing it all again if the same instance of the dungeon is produced again.
        cachedResults.put(dungeon, result);
        return result;
    }
}

Przyjmowanie danych wejściowych

Aby go uruchomić, spróbuj tego:

javac G.java
java G ./path/to/file/with/dungeon.txt

Lub jeśli używasz wersji ungolfed wymienić G„sz TreasureHunt.

Plik powinien zawierać loch. Dane wejściowe nie powinny kończyć się wierszem. Ponadto akceptuje tylko zakończenia linii w \nformacie. To nie będzie działać z \r\nani z \r.

Ponadto nie sprawdza ani nie dezynfekuje danych wejściowych. Jeśli dane wejściowe są zniekształcone, zachowanie jest niezdefiniowane (prawdopodobnie spowoduje zgłoszenie wyjątku). Jeśli pliku nie można znaleźć, zostanie zgłoszony wyjątek.

Uwagi

Moja pierwsza implementacja gdzieś w pobliżu 1100 bajtów nie mogła rozwiązać piątego przypadku testowego w rozsądnym czasie. Powodem tego jest to, że moja implementacja brutalnie wymusza wszystkie możliwe permutacje przedmiotów kolekcjonerskich (tj. Klucze i skarb), które są dostępne (tj. Nie są zamknięte w niedostępnym pomieszczeniu).

W najgorszym przypadku, przy wszystkich 26 kluczach i skarbie, byłoby to 27! = 10 888 894 450 418 352 160 768 000 000 różnych kombinacji.

PO nie określił, że odpowiedzią powinno być coś, co zadziałało w rozsądnym czasie. Uważam jednak, że jest to luka, której nie chciałbym wykorzystywać. Postanowiłem więc uruchomić go w odpowiednim czasie dla wszystkich przypadków testowych. Aby to osiągnąć, mój zmieniony program zawiera przycinanie ścieżek wyszukiwania, które okazały się gorsze niż niektóre znane rozwiązania. Ponadto buforuje również subolutions (tj. Programowanie dynamiczne), aby uniknąć ponownego obliczania wielu identycznych lochów, które mogą się pojawić. Dzięki temu jest w stanie rozwiązać 5. przypadek testowy w nieco ponad minutę na moim komputerze.

Rozwiązanie jest rekurencyjne. Chodzi przede wszystkim o to, by poszukiwacz przygód znalazł jakiś przedmiot (klucz lub skarb). W przypadku klucza, po osiągnięciu go przez poszukiwacza przygód, generowany jest nowy podobny loch z usuniętym kluczem i drzwiami, a poszukiwacz przygód przeniósł się tam, gdzie był klucz. Dzięki temu wygenerowane prostsze lochy są rozwiązywane rekurencyjnie do momentu osiągnięcia skarbu lub algorytmu stwierdzenia, że ​​nie ma żadnego osiągalnego przedmiotu. Kolejność odwiedzanych przedmiotów jest brutalnie wymuszona przez przycinanie i buforowanie, jak wyjaśniono powyżej.

Wyszukiwanie ścieżki między poszukiwaczem przygód a przedmiotami odbywa się za pomocą algorytmu przypominającego zarówno wypełnienie zalewowe, jak i Dijkstrę.

Wreszcie podejrzewam, że ten problem jest NP-zupełny (cóż, jego uogólniona wersja bez ograniczenia liczby drzwi / kluczy). Jeśli to prawda, nie oczekuj rozwiązań, które optymalnie rozwiążą bardzo duże lochy z miriadami drzwi i kluczy w rozsądnym czasie. Gdyby dozwolone były ścieżki nieoptymalne, można by je łatwo traktować za pomocą heurystyki (po prostu idź do skarbu, jeśli to możliwe, w przeciwnym razie przejdź do najbliższego klucza).