pengantar
Anda adalah seorang ahli biologi yang mempelajari pola pergerakan bakteri. Tim peneliti Anda memiliki banyak dari mereka dalam cawan petri, dan Anda merekam aktivitas mereka. Sayangnya, Anda benar-benar kekurangan dana, dan tidak mampu membeli kamera video, jadi Anda hanya mengambil gambar hidangan secara berkala. Tugas Anda adalah membuat program yang melacak pergerakan kuman dari gambar-gambar ini.
Memasukkan
Input Anda adalah dua larik 2D karakter dalam format apa pun yang wajar, mewakili gambar cawan petri berturut-turut. Di kedua array, karakter .
mewakili ruang kosong, dan O
mewakili kuman (Anda dapat memilih dua karakter berbeda jika Anda mau). Juga, susunan "setelah" diperoleh dari susunan "sebelum" dengan menggerakkan beberapa kuman satu langkah di salah satu dari empat arah mata angin; khususnya, susunan memiliki bentuk yang sama. Kuman bergerak secara bersamaan, jadi salah satu dari mereka mungkin pindah ke ruang yang sudah mengandung kuman lain, jika bergerak keluar dari jalan. Dijamin bahwa batas array "sebelum" hanya berisi ruang kosong, dan setidaknya ada satu kuman. Dengan demikian, berikut adalah pasangan input yang valid:
Before After
...... ......
.O..O. ....O.
.OO.O. .OO.O.
...... ..O...
Keluaran
Output Anda adalah array 2D karakter tunggal dalam format yang sama dengan input. Ini diperoleh dari susunan "sebelum" dengan mengganti kuman-kuman yang telah pindah dengan salah satunya >^<v
, tergantung pada arah gerakannya (Anda juga dapat menggunakan 4 karakter berbeda di sini). Mungkin ada beberapa kemungkinan keluaran, tetapi Anda hanya akan memberikan salah satunya. Dalam contoh di atas, satu kemungkinan hasil yang benar adalah
......
.v..O.
.>v.O.
......
Pergerakan yang tidak perlu diizinkan dalam output dan kuman dapat bertukar tempat, jadi yang berikut ini juga valid:
......
.v..v.
.>v.^.
......
Aturan dan penilaian
Anda dapat menulis program atau fungsi lengkap. Hitungan byte terendah menang, dan celah standar tidak diizinkan.
Saya tertarik pada algoritma yang relatif efisien, tetapi saya tidak ingin melarang brute force sepenuhnya. Untuk alasan ini, ada bonus -75% untuk menyelesaikan test case terakhir dalam 10 menit pada CPU modern (saya tidak dapat menguji sebagian besar solusi, jadi saya hanya akan mempercayai Anda di sini). Penafian: Saya tahu bahwa ada algoritma cepat (mencari "masalah jalur terpisah"), tetapi saya belum mengimplementasikannya sendiri.
Kasus uji tambahan
Before
......
.O..O.
..OO..
......
After
......
..O...
...OO.
..O...
Possible output
......
.>..v.
..vO..
......
Before
.......
.OOOOO.
.O..OO.
.OO..O.
.OOOOO.
.......
After
.......
..OOOOO
.O...O.
.O...O.
.OOOOOO
....O..
Possible output
.......
.>>>>>.
.O..>v.
.Ov..v.
.O>>v>.
.......
Before
..........
.OOO..OOO.
.OOOOOOOO.
.OOO..OOO.
..........
After
..O.......
.OOO..O.O.
..OOOOOOOO
.O.O..OOO.
.......O..
Possible output
..........
.>^O..O>v.
.^O>>>vO>.
.O>^..>vO.
..........
Before
............
.OO..OOOOOO.
.OO......OO.
...OOOOOO...
.O.OOOOOO.O.
...OOOOOO...
.OOOOOOOOOO.
............
After
..........O.
.OO..OOOOO..
.O...O...O..
.O.OOOOOOO..
.O.OOOOOO..O
...OO..OO...
....OOOOOOOO
.OOO........
Possible output
............
.OO..v<<<<^.
.v<......^<.
...OOO>>>...
.O.OOO^OO.>.
...OOv^OO...
.vvvO>>>>>>.
............
Before
................
.OOOOOO.OOOOOOO.
..OO..OOOOOOOOO.
.OOO..OOOO..OOO.
..OOOOOOOO..OOO.
.OOOOOOOOOOOOOO.
................
After
................
..OOOOO.OOOOOOOO
..OO..OOOOOOOOO.
..OO..OOOO..OOOO
..OOOOOOOO..OOO.
..OOOOOOOOOOOOOO
................
Possible output
................
.>>>>>v.>>>>>>>.
..OO..>>^>>>>>v.
.>>v..OOO^..OO>.
..O>>>>>>^..OOO.
.>>>>>>>>>>>>>>.
................
Before
..............................
.OOO.O.O.....O.....O.O.O..O...
..OOO.O...O..OO..O..O.O.......
.....O......O..O.....O....O...
.O.OOOOO......O...O..O....O...
.OO..O..OO.O..OO..O..O....O...
..O.O.O......OO.OO..O..OO.....
..O....O..O.OO...OOO.OOO...O..
.....O..OO......O..O...OO.OO..
........O..O........OO.O.O....
..O.....OO.....OO.OO.......O..
.O.....O.O..OO.OO....O......O.
..O..OOOO..O....OO..........O.
.O..O...O.O....O..O....O...OO.
....O...OO..O.......O.O..OO...
........O.O....O.O....O.......
.OO.......O.OO..O.......O..O..
....O....O.O.O...OOO..O.O.OO..
.OO..OO...O.O.O.O.O...OO...O..
..............................
After
..............................
.OOOOO.......OO.....O..O......
...OO..O...O...O....OO....O...
....O.O......O..OO...OO...O...
.OO.OOOO......OO..O..O........
O.O.OO..O..O..O..OO...O...OO..
.OO.....O....OO.O..O.OO.O.....
......O.....O.....OOO.OO...O..
....O..OOOO..O..O..O.O.O.OO...
..O......O.O........O...O.O...
.O.....OOO.....OO.OO...O...O..
.......OOO..O.O.O...........O.
.O...O.....O...OOOO..O.O....O.
.O..O.O..O.....O......O....OO.
....O..O..O.O......O.....O....
........OOO....O......O..O....
.OO......O..OO..OOO.....O..O..
..O.O....OO..O...OO...O...OO..
.O..OO....O..O...O.O.O.OO.....
..............O............O..
Possible output
..............................
.OOO.O.v.....>.....>.v.O..v...
..>>^.v...>..^>..v..O.v.......
.....<......>..>.....O....O...
.O.<O><O......O...O..O....v...
.<O..O..v<.O..O^..O..>....>...
..<.^.v......OO.O^..>..<O.....
..^....v..v.Ov...>>^.<OO...O..
.....<..OO......O..O...Ov.v<..
........>..O........O^.v.^....
..^.....Ov.....OO.OO.......O..
.^.....^.^..O>.vO....v......O.
..<..Ov^^..O....><..........O.
.O..O...>.v....O..^....^...OO.
....O...<v..O.......<.^..v<...
........O.O....O.v....O.......
.OO.......<.Ov..O.......O..O..
....O....O.<.^...O^v..O.v.OO..
.O^..<<...O.>.v.>.^...<O...v..
..............................
sumber
>^<v
sesuai dengan gerakan tepat satu langkah ke arah masing-masing.Jawaban:
Oktaf,
494496 byte - bonus 372 byte = 124 byteMasih ada banyak golf yang harus dilakukan pada jawaban ini, tetapi saya ingin mendapatkan penjelasan yang ungolfed.
Saya melihat ini sebagai Masalah Kepuasan Kendala, jadi saya pergi dengan heuristik pencarian lokal favorit saya, Min-konflik . Idenya adalah, diberikan penempatan awal dengan masing-masing kuman di tujuan yang dapat dijangkau, pilih kuman acak yang menempati sel tujuan yang sama dengan satu atau lebih kuman lain dan memindahkannya ke sel yang valid yang memiliki minimum kuman lain sudah ada di sana. Ulangi seperlunya sampai penempatan cocok dengan tujuan.
Menariknya, algoritma ini tidak dijamin akan berakhir (jika tujuannya tidak dapat dijangkau, akan terus berlanjut tanpa batas, misalnya) tetapi jika tidak diakhiri, dijamin akan menghasilkan solusi yang valid.
Ini kodenya:
Output untuk kasus uji terakhir:
Waktu rata-rata yang berlalu adalah kurang dari
9 detik1 detik * pada Core i5 berusia 5 tahun, yang memenuhi syarat untuk bonus.Saya mencoba menyelesaikan ideone ini, tetapi saya memiliki apa yang saya yakini sebagai pelingkupan masalah dengan cara menangani fungsi bersarang. (Inilah tautan ideone yang tidak berfungsi untuk referensi: http://ideone.com/mQSwgZ )Kode pada ideone sekarang berfungsi. Saya harus memaksa semua variabel ke global, yang tidak perlu menjalankannya secara lokal.
* Saya mempunyai catatan dalam versi saya yang tidak disatukan bahwa salah satu langkahnya tidak efisien, jadi saya mencobanya untuk melihat apakah saya dapat mempercepat eksekusi dan untuk 2 tambahan byte waktu eksekusi sekarang turun menjadi di bawah satu detik. Kode dan output sampel telah diperbarui dan input pada ideone telah diubah menjadi kasus uji terakhir.
sumber
Python, 1171 byte - bonus 878,25 byte = 292,75 byte
Tautan Ideone: http://ideone.com/0Ylmwq
Memakan waktu rata-rata 1 - 8 detik dari test case terakhir, memenuhi syarat untuk mendapatkan bonus.
Ini adalah pengiriman kode-golf pertama saya, jadi mungkin bukan program golf terbaik di luar sana. Meskipun demikian, itu adalah tantangan yang menarik dan saya cukup menikmatinya. @Beaker layak disebutkan untuk mengingatkan saya bahwa pencarian berbasis heuristik adalah suatu hal. Sebelum dia memposting solusinya dan mengilhami saya untuk mengulang milik saya, pencarian brute force saya terlalu lama untuk memenuhi syarat untuk bonus pada kasus uji terakhir (itu berada di urutan iterasi 69 !, yang merupakan angka 99 digit .. .).
Saya tidak ingin langsung menyalin solusi Beaker, jadi saya memutuskan untuk menggunakan anil simulasi untuk heuristik pencarian saya. Tampaknya lebih lambat daripada konflik kecil untuk masalah ini (kemungkinan karena ini adalah algoritma pengoptimalan daripada kepuasan kendala), tetapi masih dalam batas 10 menit. Itu juga memiliki manfaat menjadi cukup kecil, kode-bijaksana. Saya menghabiskan lebih banyak byte untuk mengubah masalah daripada yang saya lakukan untuk menemukan solusi untuk itu.
Penjelasan
Solusi saya mungkin byte-wise tidak cukup efisien, tetapi saya kesulitan mengkonsep bagaimana menyelesaikan masalah apa adanya dan akhirnya saya harus mengubahnya menjadi masalah yang berbeda yang lebih mudah bagi saya untuk mengerti. Saya menyadari bahwa ada empat kemungkinan untuk setiap sel di grid:
Setelah mendekomposisi data ke dalam kelas-kelas itu, saya dapat mengubah masalah lebih lanjut. Segera jelas bagi saya bahwa saya harus menemukan cara untuk memasok kuman dari set "sebelum tetapi tidak setelah" ke sel dalam set "setelah tetapi tidak sebelum". Lebih jauh, kuman hanya dapat memindahkan satu ruang, jadi satu-satunya cara bagi mereka untuk mempengaruhi sel yang lebih jauh adalah dengan "mendorong" jalur kuman yang tidak terputus ke dalam sel itu. Itu berarti masalah menjadi menemukan jalur X-vertex-disjoint pada grafik, di mana setiap sel dengan kuman adalah simpul dalam grafik tersebut, dan ujung-ujungnya mewakili sel yang berdekatan.
Saya memecahkan masalah itu dengan terlebih dahulu membuat grafik yang dijelaskan di atas. Saya kemudian menghitung setiap jalur yang mungkin dari setiap sel di Sebelum dan setiap sel di Setelah, lalu secara acak menempatkan setiap sel di Sebelum salah satu jalur yang mungkin. Akhirnya, saya menggunakan anil simulasi untuk semi-acak mengubah solusi potensial sampai saya akhirnya menemukan solusi yang tidak memiliki konflik untuk setiap jalur.
Versi beranotasi
sumber