原文地址:准程序猿的博客

在学习数据结构和算法时发现了一道挺有意思的题目:熄灯问题。

网上的描述大致是这样:

有一个由按钮组成的矩阵,其中每行有6个按钮,共5行。每个按钮的位置上有一盏灯。当按下一个按钮后,该按钮以及周围位置(上边、下边、左边、右边)的灯都会改变一次。即,如果灯原来是点亮的,就会被熄灭;如果灯原来是熄灭的,则会被点亮。在矩阵角上的按钮改变3盏灯的状态;在矩阵边上的按钮改变4盏灯的状态;其他的按钮改变5盏灯的状态。

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在上图中,左边矩阵中用X标记的按钮表示被按下,右边的矩阵表示灯状态的改变。对矩阵中的每盏灯设置一个初始状态。请你按按钮,直至每一盏等都熄灭。与一盏灯毗邻的多个按钮被按下时,一个操作会抵消另一次操作的结果。在下图中,第2行第3、5列的按钮都被按下,因此第2行、第4列的灯的状态就不改变。

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请你写一个程序,确定需要按下哪些按钮,恰好使得所有的灯都熄灭。根据上面的规则,我们知道1)第2次按下同一个按钮时,将抵消第1次按下时所产生的结果。因此,每个按钮最多只需要按下一次;2)各个按钮被按下的顺序对最终的结果没有影响;3)对第1行中每盏点亮的灯,按下第2行对应的按钮,就可以熄灭第1行的全部灯。如此重复下去,可以熄灭第1、2、3、4行的全部灯。同样,按下第1、2、3、4、5列的按钮,可以熄灭前5列的灯。

概况一下就是点击一个灯时,自己和四周的灯会变化,每个灯有开和关两种状态,对应bool就是true和false两种,总共可以有i行,j列。那么就是2的i*j次种状态,可见灯的状态还是挺多的,话不多说,为了研究这个问题的解决方案,我决定自己用Unity做成一个小游戏,效果如下(本游戏为5行*5列):

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简单模式:

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一般模式:

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困难模式(没解出来 囧~):

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在做出游戏后再研究这个问题脑子里就基本有印象了,对于熄灯问题,枚举后总共有i行*j列次点击方案,其中有一些是正确的,有一些是错误的,如果要一次性全部枚举就有点太多了,但是可以确定的一点就是对于第一行,影响第一行的值只有第一行和第二行的灯会影响,第3,4,5行不会影响。因此,一旦确定了 press 第一行的值之后,为熄灭矩阵中第一至四行的灯,其他行的值也就随之确定了。所以只要找到第一行2^5=32种中能使第一行至第四行全部熄灭,并且最后一行也恰好熄灭的情况,那么就是所求解。

我认为解决熄灯问题的关键是:查找问题之间的联系、将大问题化成小问题,还有就算是枚举也要尽量减少枚举的次数。



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