紅與黑

題目描述

　　有一間長方形的房子，地上鋪了紅色、黑色兩種顏色的正方形瓷磚。你站在其中一塊黑色的瓷磚上，只能向相鄰的（上下左右四個方向）黑色瓷磚移動。
　　請寫一個程序，計算你總共可以到達多少塊黑色的瓷磚。

1.1 輸入描述:

　　輸入包含多組數據。
　　每組數據第一行是兩個整數 m 和 n（1≤m, n≤20）。緊接着 m 行，每行包括 n 個字符。每一個字符表示一塊瓷磚的顏色，規則以下：
　　1. 「.」：黑色的瓷磚；
　　2. 「#」：白色的瓷磚；
　　3. 「@」：黑色的瓷磚，而且你站在這塊瓷磚上。該字符在每一個數據集合中惟一出現一次。

1.2 輸出描述:

　　對應每組數據，輸出總共可以到達多少塊黑色的瓷磚。

1.3 輸入例子:

9 6
....#.
.....#
......
......
......
......
......
#@...#
.#..#.

 

1.4 輸出例子:

45

 

2 解題思路

　　能夠將紅色地板看做是障礙，從@地板出發，嘗試不一樣的走法，直到找出步的黑地板數最多的解決方案。由於走過的地板能夠重複走，因此只要從起始點開始作廣度優先遍歷，記錄能夠訪問的黑地板數就能夠實現。

3 算法實現

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Queue;
import java.util.Scanner;

/**
 * 改進方案
 * Declaration: All Rights Reserved !!!
 */
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
         Scanner scanner = new Scanner(System.in);
//        Scanner scanner = new Scanner(Main.class.getClassLoader().getResourceAsStream("data.txt"));
        while (scanner.hasNext()) {
            int row = scanner.nextInt();
            int col = scanner.nextInt();
            int[][] floor = new int[row][col];

            for (int i = 0; i < row; i++) {
                floor[i] = new int[col];
                String line = scanner.next();
                for (int j = 0; j < col; j++) {
                    floor[i][j] = line.charAt(j);
                }
            }

            System.out.println(maxStep(floor));
        }

        scanner.close();
    }

    /**
     * 求能夠走的地板的最大步數
     *
     * @param floor 地板
     * @return 步數
     */
    private static int maxStep(int[][] floor) {

        int x = 0;
        int y = 0;
        int row = floor.length;
        int col = floor[0].length;

        // 找起始位置
        for (int i = 0; i < row; i++) {
            for (int j = 0; j < col; j++) {
                if (floor[i][j] == '@') {
                    x = i;
                    y = j;
                }
            }
        }

        // 輸出地板信息
//        for (int[] line : floor) {
//            for (int e : line) {
//                System.out.print((char) e);
//            }
//            System.out.println();
//        }


        return findPath(floor, x, y);
    }

    /**
     * 求能夠走的黑地板的最大步數
     *
     * @param floor 地板
     * @param x     起始座標
     * @param y     起始座標
     */
    private static int findPath(int[][] floor, int x, int y) {


        int row = floor.length;
        int col = floor[0].length;

        if (x < 0 || x >= row || y < 0 || y >= col || floor[x][y] == '#') {
            return 0;
        }

        // 記錄待訪問的位置，兩個一組
        Queue<Integer> queue = new ArrayDeque<>(row * col * 2);
        // 能夠移動的四個方向，兩個一組
        int[] d = {1, 0, 0, 1, -1, 0, 0, -1};

        queue.add(x);
        queue.add(y);

        // 最多能夠走的黑地板數目
        int result = 1;

        while (!queue.isEmpty()) {
            x = queue.remove();
            y = queue.remove();

            for (int i = 0; i < d.length; i += 2) {
                int t = x + d[i];
                int v = y + d[i + 1];
                if (t >= 0 && t < row && v >= 0 && v < col && floor[t][v] == '.') {
                    // 標記已經訪問過
                    floor[t][v] = '#';
                    // 計數器增長
                    result++;

                    // 訪問的位置添加到隊列中
                    queue.add(t);
                    queue.add(v);
                }
            }
        }


        return result;
    }
}