Week--10 CSP模拟 B - 东东转魔方

题目原文

东东有一个二阶魔方,即2×2×2的一个立方体组。立方体由八个角组成。
魔方的每一块都用三维坐标(h, k, l)标记,其中h, k, l∈{0,1}。六个面的每一个都有四个小面,每个小面都有一个正整数。

对于每一步,东东可以选择一个特定的面,并把此面顺时针或逆时针转90度。

请你判断,是否东东可以在一个步骤还原这个魔方(每个面没有异色)。

Input

输入的第一行包含一个整数N(N≤30),这是测试用例的数量。
对于每个测试用例, 第 1~4 个数描述魔方的顶面,这是常见的2×2面,由(0,0,1),(0,1,1),(1,0,1),(1,1,1)标记。四个整数对应于上述部分。

第 5~8 个数描述前面,即(1,0,1),(1,1,1),(1,0,0),(1,1,0)的公共面。四个整数 与上述各部分相对应。

第 9~12 个数描述底面,即(1,0,0),(1,1,0),(0,0,0),(0,1,0)的公共面。四个整数与上述各部分相对应。

第 13~16 个数描述背面,即(0,0,0),(0,1,0),(0,0,1),(0,1),(0,1,1)的公共面。四个整数与上述各部分相对应。

第 17~20 个数描述左面,即(0,0,0),(0,0,1),(1,0,0),(1,0,1)的公共面。给出四个整数与上述各部分相对应。

第 21~24 个数描述了右面,即(0,1,1),(0,1,0),(1,1,1),(1,1,0)的公共面。给出四个整数与上述各部分相对应。

换句话说,每个测试用例包含24个整数a、b、c到x。你可以展开表面以获得平面图

如下所示。

+ - + - + - + - + - + - +
| q | r | a | b | u | v |
+ - + - + - + - + - + - +
| s | t | c | d | w | x |
+ - + - + - + - + - + - +
        | e | f |
        + - + - +
        | g | h |
        + - + - +
        | i | j |
        + - + - +
        | k | l |
        + - + - +
        | m | n |
        + - + - +
        | o | p |
        + - + - +

Output

对于每个测试用例,魔方如果可以至多 "只转一步" 恢复,输出YES,则输出NO。

Sample Input

4
1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 6 6
6 6 6 6 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 5 5 5 5 4 4 4 4
1 4 1 4 2 1 2 1 3 2 3 2 4 3 4 3 5 5 5 5 6 6 6 6
1 3 1 3 2 4 2 4 3 1 3 1 4 2 4 2 5 5 5 5 6 6 6 6

Sample Output

YES
YES
YES
NO

实验思路

若需要一次侧转转好魔方,则需要满足以下几个条件:

旋转面与对面(即两个侧面)上的颜色必须分别一样;
非旋转面被切开,但仍每面仍有两个矩形颜色应该相等:

为方便下面描述,我们将左侧称为A侧,将右侧称为B侧,同时我们使用A14,B14分别记录每个数值)
第一个A侧:color[1]=color[3](记为A1); B侧:color[2]=color[4](记为B1);
第二个A侧:color[5]=color[7](记为A2);B侧:color[6]=color[8](记为B2);
第三个A侧:color[9]=color[11](记为A3);B侧:color[10]=color[12](记为B3);
第四个A侧:color[13]=color[15](记为A4);B侧:color[14]=color[16](记为B4);
注:四个面一定要按邻接的顺序.

如果同时满足了上述条件,那么判断是否可以通过旋转一步复原,即:
A1=B2,A2=B3,A3=B4,A4=B1
或者:
A1=B4,A2=B1,A3=B2,A4=B3
如果以上三个条件都满足,那么魔方可以通过侧转一次复原。剩余两种转法(正转与上转)与之一样。

实现代码

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

int color[25];  //记录24个方块的颜色

//判断四个数值相等
bool xiangdeng4(int a, int b, int c, int d) {
    return a == b && b == c && c == d;
}

//判断一个面上两两相等
int A[5], B[5];  //分别用来存储A1~4,B1~4
bool xiangdeng2(int index, int a1, int a2, int b1, int b2) {
    //index:当前第几面;a1、a2:A侧两个方块;b1、b2:B侧两个方块
    A[index] = a1;
    B[index] = b1;
    return a1 == a2 && b1 == b2;
}

//判断是否可以一步转到
bool zhuan() {
    return (A[1] == B[2] && A[2] == B[3] && A[3] == B[4] && A[4] == B[1])
        || (A[1] == B[4] && A[2] == B[1] && A[3] == B[2] && A[4] == B[3]);
}

int main() {
    //多组数据
    int t;
    cin >> t;
    while (t--) {
        bool ok = 0;
        for (int i = 1; i <= 24; i++)
            cin >> color[i];
        ///侧转
        //第一个判断
        if (xiangdeng4(color[17], color[18], color[19], color[20])
            && xiangdeng4(color[21], color[22], color[23], color[24])) {
            //第二个判断(注意参数顺序)(比如第一个应为1,3,2,4而不是1,2,3,4,因为1,3同为A侧,24同为B侧)
            //面的顺序也不能变,必须按照相邻一个一个来
            if (xiangdeng2(1, color[1], color[3], color[2], color[4])
                && xiangdeng2(2, color[5], color[7], color[6], color[8])
                && xiangdeng2(3, color[9], color[11], color[10], color[12])
                && xiangdeng2(4, color[13], color[15], color[14], color[16])) {
                //第三个判断
                if (zhuan())    ok = 1;
            }
        }//两个大括号可不加,这里为了清楚用了三层 if ,其实一层也可以,就是会很乱
        ///上转
        //第一个判断
        if (xiangdeng4(color[5], color[6], color[7], color[8])
            && xiangdeng4(color[13], color[14], color[15], color[16])) {
            //第二个判断(注意参数顺序)(设定上面为A侧,下面为B侧)
            //面的顺序也不能变,必须按照相邻一个一个来
            if (xiangdeng2(1, color[1], color[2], color[3], color[4])
                && xiangdeng2(2, color[21], color[22], color[23], color[24])
                && xiangdeng2(3, color[11], color[12], color[9], color[10])
                && xiangdeng2(4, color[17], color[18], color[19], color[20])) {
                //第三个判断
                if (zhuan())    ok = 1;
            }
        }
        ///正转
        //第一个判断
        if (xiangdeng4(color[1], color[2], color[3], color[4])
            && xiangdeng4(color[9], color[10], color[11], color[12])) {
            //第二个判断(注意参数顺序)(设定前面为A侧,后面为B侧)
            //面的顺序也不能变,必须按照相邻一个一个来
            if (xiangdeng2(1, color[15], color[16], color[13], color[14])
                && xiangdeng2(2, color[21], color[23], color[22], color[24])
                && xiangdeng2(3, color[5], color[6], color[7], color[8])
                && xiangdeng2(4, color[18], color[20], color[17], color[19])) {
                //第三个判断
                if (zhuan())    ok = 1;
            }
        }
        //不转
        if (xiangdeng4(color[1], color[2], color[3], color[4])
            && xiangdeng4(color[5], color[6], color[7], color[8])
            && xiangdeng4(color[9], color[10], color[11], color[12])
            && xiangdeng4(color[13], color[14], color[15], color[16])
            && xiangdeng4(color[17], color[18], color[19], color[20])
            && xiangdeng4(color[21], color[22], color[23], color[24])) {
            ok = 1;
        }
        if (ok) cout << "YES" << endl;
        else cout << "NO" << endl;
    }
    return 0;
}

小结

直接莽不总是能解决问题,需要对症下药。

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