世界名画陈列馆由 n×m 个排列成矩形阵列的陈列室组成。为了防止名画被盗,需要在陈列室中设置警卫机器人哨位。每个警卫机器人除了监视它所在的陈列室外,还可以监视与它所在的陈列室相邻的上、下、左、右 4 个陈列室。试设计一个安排警卫机器人哨位的算法,使得名画陈列馆中每一个陈列室都在警卫机器人的监视之下,并且要求每一个陈列室仅受一个警卫机器人监视,且所用的警卫机器人数最少。 课程设计任务 设计一个算法,计算警卫机器人的最佳哨位安排,使得名画陈列馆中每一个陈列室都仅受一个警卫机器人监视。且所用的警卫机器人数最少。写出代码
时间: 2024-02-16 17:00:04 浏览: 139
这个问题可以用图论的思想来解决,将每个陈列室看作一个节点,如果两个陈列室相邻,则在它们之间连一条边。这样构成的图就是一个二维网格图,问题就转化成了在这个图上放置最少的警卫机器人,使得每个节点都被监视到。
考虑使用贪心算法,从任意一个未被覆盖的节点开始,放置一个警卫机器人,并将它的所有相邻节点标记为已被覆盖。然后重复这个过程,直到所有节点都被覆盖。
具体实现上,可以使用一个数组来记录每个节点的状态,0表示未被覆盖,1表示已被覆盖。每次从未被覆盖的节点中选择一个作为起点,放置一个警卫机器人,并将它的所有相邻节点标记为已被覆盖。直到所有节点都被覆盖,算法结束。
下面是实现这个算法的C++代码:
```c++
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
const int MAXN = 1005;
int n, m;
int grid[MAXN][MAXN]; // 陈列室矩阵
int covered[MAXN][MAXN]; // 节点覆盖状态
int dx[] = {-1, 0, 1, 0}; // 方向数组
int dy[] = {0, 1, 0, -1};
// 判断一个节点是否在矩阵内
bool inGrid(int x, int y) {
return x >= 1 && x <= n && y >= 1 && y <= m;
}
// 从一个起点开始放置警卫机器人
void placeGuard(int x, int y) {
covered[x][y] = 1; // 将起点标记为已覆盖
for (int i = 0; i < 4; i++) {
int nx = x + dx[i];
int ny = y + dy[i];
if (inGrid(nx, ny) && !covered[nx][ny]) { // 如果相邻节点未被覆盖,递归放置警卫机器人
placeGuard(nx, ny);
}
}
}
// 计算最少需要放置多少个警卫机器人
int minGuards() {
int cnt = 0; // 放置的警卫机器人数量
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 1; j <= m; j++) {
if (!covered[i][j]) { // 如果节点未被覆盖,放置一个警卫机器人,并将它的相邻节点标记为已覆盖
placeGuard(i, j);
cnt++;
}
}
}
return cnt;
}
int main() {
cin >> n >> m;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 1; j <= m; j++) {
cin >> grid[i][j];
}
}
int cnt = 0;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 1; j <= m; j++) {
if (grid[i][j] == 1) { // 如果矩阵中该位置有陈列室,则将对应节点标记为未覆盖
covered[i][j] = 0;
cnt++;
} else { // 否则将对应节点标记为已覆盖
covered[i][j] = 1;
}
}
}
int guards = minGuards(); // 计算最少需要放置多少个警卫机器人
cout << guards << endl;
return 0;
}
```
该代码实现了从输入的矩阵中读取陈列室信息,将矩阵中有陈列室的位置标记为未覆盖,其他位置标记为已覆盖。然后调用minGuards函数计算最少需要放置多少个警卫机器人,并输出结果。
阅读全文