1 条题解
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分析:
给定 n 个骰子,每个骰子有 6 个面且每个面有不同颜色。目标是通过旋转骰子,使得尽可能多的相同位置的面颜色相同,求最少需要改变颜色的面数。算法思想是对每个骰子的 24 种不同旋转状态进行组合探索(利用 DFS),尝试所有可能的骰子旋转组合,计算每种组合下相同位置面颜色相同的情况,记录使得需要改变颜色的面数最少的情况。
解题原理
1.DFS 遍历:使用深度优先搜索算法对骰子的旋转状态进行遍历。从第一个骰子开始,为其选择一种旋转状态(共 24 种),然后递归地处理下一个骰子,直到所有骰子的旋转状态都被确定。
2.颜色映射:使用 map 容器将颜色字符串映射为整数,方便后续处理和比较颜色。
3.计算改变面数:在确定所有骰子的旋转状态后,对于每个面的位置(共 6 个位置),统计该位置上出现次数最多的颜色的数量 cnt,那么在这个位置上需要改变颜色的面数就是 n - cnt(n 为骰子总数)。将 6 个位置上需要改变颜色的面数相加,得到当前旋转组合下需要改变颜色的总面数。
4.最优解记录:在遍历所有可能的骰子旋转组合过程中,记录下需要改变颜色的面数的最小值,该最小值即为最终答案。
实现步骤
1.输入处理:循环读取骰子的数量 n,当 n 为 0 时结束程序。对于每个 n,读取每个骰子 6 个面的颜色字符串,将颜色字符串映射为整数存储在 dice 数组中。
2.初始化操作:初始化答案 ans 为 (n - 1) * 6(即最坏情况下需要改变颜色的面数),清空颜色映射 map 容器。
3.DFS 搜索:调用 dfs 函数,从第一个骰子开始进行深度优先搜索,对每个骰子尝试 24 种不同的旋转状态。
4.计算与更新:在 dfs 函数中,当处理完所有骰子的旋转状态后,计算当前旋转组合下需要改变颜色的面数 ret,如果 ret 小于当前记录的答案 ans,则更新 ans。
5.输出结果:输出需要改变颜色的最少面数 ans。
c++代码:
#include<iostream> #include<string> #include<cstring> #include<algorithm> #include<map> #include<iterator> #include<cstdio> #include<vector> using namespace std; int n; int cube[][6]={{2,1,5,0,4,3},{2,0,1,4,5,3},{2,4,0,5,1,3},{2,5,4,1,0,3}, {4,2,5,0,3,1},{5,2,1,4,3,0},{1,2,0,5,3,4},{0,2,4,1,3,5}, {0,1,2,3,4,5},{4,0,2,3,5,1},{5,4,2,3,1,0},{1,5,2,3,0,4}, {5,1,3,2,4,0},{1,0,3,2,5,4},{0,4,3,2,1,5},{4,5,3,2,0,1}, {1,3,5,0,2,4},{0,3,1,4,2,5},{4,3,0,5,2,1},{5,3,4,1,2,0}, {3,4,5,0,1,2},{3,5,1,4,0,2},{3,1,0,5,4,2},{3,0,4,1,5,2}}; map<string,int> msi; int p; int ans; int selects[6]; int color[7][7]; int dice[7][7]; int counts[60]; void dfs(int sel){ if(sel==n-1){ for(int i=1;i<n;i++){ int st=selects[i-1]; for(int j=0;j<6;j++) color[i][cube[st][j]]=dice[i][j]; } int ret=0,cnt; for(int i=0;i<6;i++){ memset(counts,0,sizeof(counts)); counts[dice[0][i]]++;cnt=1; for(int j=0;j<n-1;j++) cnt=max(cnt,++counts[color[j+1][i]]); ret+=(n-cnt); } ans=min(ans,ret); } else{ for(int i=0;i<24;i++){ selects[sel]=i; dfs(sel+1); } } } char colors[100]; int main(){ while(~scanf("%d",&n)){ if(!n) break; p=0;msi.clear(); for(int i=0;i<n;i++){ for(int j=0;j<6;j++){ scanf("%s",colors); if(msi.count(colors)==0) msi[colors]=p++; dice[i][j]=msi[colors]; } } ans=(n-1)*6; dfs(0); printf("%d\n",ans); } return 0; }
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