万圣节后的早晨——刘汝佳代码读后感

起因：紫书上说这道题非常经典，强烈推荐读者一试，我就想了二十几分钟，结合书上思路写了140行屎山，最后也跑不出结果不知道挂哪里了，就去看了题解，发现了一篇参考刘汝佳代码写的题解，被里面的代码技巧惊到了，寻思写一篇博客记录一下代码里的技巧和自己写的屎山对比一下，顺便膜一下刘汝佳大神%%%

下面是题解代码：（来源：洛谷用户baiABC）

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int G[150][5], deg[150], st[3], ed[3], d[150][150][150];
int mm(int a, int b, int c) { return (a << 16) | (b << 8) | c; }
bool ct(int a, int b, int x, int y) { return b == y || (a == y && b == x); }
int bfs()
{
    memset(&d[0][0][0], -1, sizeof(d));
    queue<int> q;
    q.push(mm(st[0], st[1], st[2]));
    d[st[0]][st[1]][st[2]] = 0;
    while (!q.empty())
    {
        int x = q.front(), a = x >> 16, b = (x >> 8) & 0xff, c = x & 0xff;
        q.pop();
        if (a == ed[0] && b == ed[1] && c == ed[2])
            return d[a][b][c];
        for (int i = 0; i < deg[a]; ++i)
            for (int j = 0; j < deg[b]; ++j)
            {
                if (ct(a, G[a][i], b, G[b][j]))
                    continue;
                for (int k = 0; k < deg[c]; ++k)
                {
                    if (ct(a, G[a][i], c, G[c][k]) || ct(b, G[b][j], c, G[c][k]) || d[G[a][i]][G[b][j]][G[c][k]] != -1)
                        continue;
                    d[G[a][i]][G[b][j]][G[c][k]] = d[a][b][c] + 1;
                    q.push(mm(G[a][i], G[b][j], G[c][k]));
                }
            }
    }
    return -1;
}
int main()
{
    int w, h, n;
    char s[20][20];
    while (scanf("%d%d%d", &w, &h, &n), w || h || n)
    {
        int cnt = 0, id[20][20];
        memset(deg, 0, sizeof deg);
        for (int i = 0; i < h; ++i)
        {
            scanf(" ");
            for (int j = 0; j < w; ++j)
            {
                s[i][j] = getchar();
                if (s[i][j] != '#')
                {
                    id[i][j] = ++cnt;
                    G[cnt][deg[cnt]++] = cnt;
                    if (s[i - 1][j] != '#')
                    {
                        G[cnt][deg[cnt]++] = id[i - 1][j];
                        G[id[i - 1][j]][deg[id[i - 1][j]]++] = cnt;
                    }
                    if (s[i][j - 1] != '#')
                    {
                        G[cnt][deg[cnt]++] = id[i][j - 1];
                        G[id[i][j - 1]][deg[id[i][j - 1]]++] = cnt;
                    }
                    if (islower(s[i][j]))
                        st[s[i][j] - 'a'] = cnt;
                    else if (isupper(s[i][j]))
                        ed[s[i][j] - 'A'] = cnt;
                }
            }
        }
        if (n <= 2)
        {
            deg[++cnt] = 1;
            G[cnt][0] = cnt;
            st[2] = ed[2] = cnt;
        }
        if (n == 1)
        {
            deg[++cnt] = 1;
            G[cnt][0] = cnt;
            st[1] = ed[1] = cnt;
        }
        printf("%d\n", bfs());
    }
}

对比与技巧：
1.首先是状态表示：

我：还延续了上一道例题Fill的状态标识方法，开的结构体，其中含3容量数组代表三个鬼，然后写一个dist代表每个状态对应的步数。

刘汝佳：因为三个数都很小（地图是2^4*2^4的，因此二维转化为一维后最大数为（(1<<8）-1），因此每个数不超过8bit占位，所以刘汝佳用了一个int通过移位来存储三个数的状态，这样简化了状态让BFS写起来清晰简短）

2.标记数组的设计：

我：用三维bool数组st标记每个状态是否走过。

刘汝佳：虽然他可以用st数组或哈希标记他的移位状态，但是他直接用d距离数组初始化-1代表点未走过，因为BFS的特殊性质，每个状态首次被走到就一定是最短的，所以完全可以舍弃st数组，st=false等价于d=-1。

3.始末状态：

我：开s数组和ed数组，在录入图g后遍历图g，根据图上的字母来决定给s数组和ed数组的哪些点赋值。

刘汝佳：直接用函数isupper和islower判断大小写，然后char类型减去起始字母获得下表，直接记录。

4.二维转一维：
我：我用get_p（int x，int y）返回的坐标，每次计算坐标需要重新调用。

刘汝佳：直接用id和cnt记录每个空格点的唯一坐标，一劳永逸避免重复计算。

5.BFS建图：

由于紫书上提到了这一点，所以我和刘汝佳的建图都是：放弃了dx和dy每个鬼for循环五次枚举行为，而是提前建好空格之间的连边，到时候直接枚举每个空格的出边即可。

注意：刘汝佳的代码没有用dx和dy数组枚举5个方位，而是自己建双向边，只考虑自边、上边、左边即可完成所有空格点之间的建图。

6.图的保存：

我：用链式前向星搞得建边（实际上我只会用这个和vector邻接表建边，邻接矩阵都没用过），枚举空白点的时候看“上，下，左，右，不动”五种方案哪些合法，合法就往对应的get_p坐标连边。

刘汝佳：我觉得他的G数组是一种特殊的邻接数组，因为一个空格最多邻接五个点，所以直接就第二维容量设为5，然后第二维的每个下标对应坐标值为第一维的点的第i个方向的邻接坐标值。然后用deg数组统计一下每个点有多少出边，相当于vector邻接表中的size。（值得一提的是，这道题的特殊性质使得空格点的个数可能远不及255个那么多，因此他的坐标值容量只开到150）。

7.对于一只鬼和两只鬼的情况：

我：由于我在连边的时候用的链式前向星，解析图G的时候把该连的都连了，又用结构体中的顶点数组统计鬼的坐标值，因此我的做法根本就不能在鬼小于3只的情况下去限制其他鬼的走法，这也是我觉得我代码TLE的主要原因之一。

刘汝佳：用了两个if，完美覆盖了n=1和n=2的情况，他直接把不存在的鬼的起始坐标的邻接点设为仅有自己，这样相当于不存在的鬼也不走了。

8.如何枚举鬼的行动组合：

我：沿用上一道例题的方法，两层for循环枚举新旧状态的顶点数组，判断是否有旧【i】==新【j】且旧【j】==新【i】，这样又可以判断新旧两点互换，又可以判断俩人走一起去了的情况，当时还觉得自己真是活学活用。

刘汝佳：直接用ct函数判断两个鬼的新旧坐标值是否冲突，枚举了前两个行为就判断前两个行为，枚举了第三个行为，再用生成的两个合法状态分别判断第三个行为。

总结：

　　第一次看别人代码这么大反应，感觉刘汝佳都这么极力推荐的题（并且也确实用了很多感觉以后会常用的技巧）写一篇总结也挺值的。真正体会到了别人常说的看大佬的代码会学到东西这句话，我的思路与刘汝佳无异，但是代码方面差了一大截，感觉真得好好研究研究大佬们的代码小技巧弥补不足了...