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bwinf40-runde1/a1-Schiebeparkplatz
2021-11-19 16:03:04 +01:00
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2021-10-09 20:23:02 +02:00
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Schiebeparkplatz

Lösungsidee

Für jede normale Textdatei wird ASCII encoding verwendet bzw. ein Encoding Standart welcher auf ASCII basiert und zusätzliche Sonderzeichen enthält, wobei die Werte die bereits in ASCII enthalten übernommen wurden. Die ASCII codes für die Buchstaben sind entsprechend des Alphabets hintereinander angeordnet. Dies ist sehr nützlich, da somit eine Liste der Buchstaben und deren Position im Alphabet nicht benötigt wird.
Zur Lösung des Parkplatzproblems werden die Autos wenn möglich nach links bzw. rechts verschoben bis die Parklücke frei ist. Je nachdem in welche Richtung weniger Autos verschoben werden müssen, wird die Verschiebungsrichtung gewählt.

Umsetzung

Da die Lösung des Problem keine besondere Library benötigt wird und die Anforderungen an die Ausführungsgeschwindigkeit gering sind, hätte man fast jede Progmiersprache wählen können. Ich habe mich für Go entschieden.
Das Programm akzeptiert als Argumente eine beliebige Anzahl an Pfaden zu Parkplatzdatein. Für das Iterieren über die Argumente wird eine for-Schleife benutzt. Innerhalb der Schleife wird die Eingabedatei ausgelesen. Anhand des ersten und letzten Buchstaben der Autos auf den normalen Parkplätzen wird die die Anzahl an Parkplätzen bestimmt. Anschließend wird eine Slice (ein dynamisch vergrößerbares Array in Go) mit den Buchstaben der quer parkenden Autos befüllt an den Indexen an denen sie die normalen Parkplätze blockieren.
In einer for-Schleife wird die "move"-Funktion je Index der Parkplätze doppelt für beide Verschiebungsrichtungen aufgerufen. In der "move"-Funktion wird ein Auto verschoben, wenn nicht das Ende des Parkplatzes erreicht ist. Die Funktion ruft sich recursive auf um weitere Autos zu verschieben. Je nachdem in welche Richtung weniger Autos verschoben werden müssen oder, wenn es gleich viele sind, wo die Anzahl der verschobenen Plätze aller Autos geringer ist, wird sich für das Verschieben in diese Richtung entschieden.

Beispiele

Zunächst wird das Programm mit den bereitgestellten Beispieldaten getestet.

parkplatz0.txt:
A: 
B: 
C: H 1 rechts
D: H 1 links
E: 
F: H 1 links, I 2 links
G: I 1 links
parkplatz1.txt:
A: 
B: O 1 rechts, P 1 rechts
C: O 1 links
D: P 1 rechts
E: O 1 links, P 1 links
F: 
G: Q 1 rechts
H: Q 1 links
I: 
J: 
K: R 1 rechts
L: R 1 links
M: 
N: 
parkplatz2.txt:
A: 
B: 
C: O 1 rechts
D: O 1 links
E: 
F: O 1 links, P 2 links
G: P 1 links
H: Q 1 rechts, R 1 rechts
I: P 1 links, Q 1 links
J: R 1 rechts
K: P 1 links, Q 1 links, R 1 links
L: 
M: P 1 links, Q 1 links, R 1 links, S 2 links
N: S 1 links
parkplatz3.txt:
A: 
B: O 1 rechts
C: O 1 links
D: 
E: P 1 rechts
F: P 1 links
G: 
H: 
I: Q 2 links
J: Q 1 links
K: Q 2 links, R 2 links
L: Q 1 links, R 1 links
M: Q 2 links, R 2 links, S 2 links
N: Q 1 links, R 1 links, S 1 links
parkplatz4.txt:
A: Q 1 rechts, R 1 rechts
B: Q 2 rechts, R 2 rechts
C: R 1 rechts
D: R 2 rechts
E: 
F: 
G: S 1 rechts
H: S 1 links
I: 
J: 
K: T 1 rechts
L: T 1 links
M: 
N: U 1 rechts
O: U 1 links
P: 
parkplatz5.txt:
A: 
B: 
C: P 2 links
D: P 1 links
E: Q 1 rechts
F: Q 2 rechts
G: 
H: 
I: R 1 rechts
J: R 1 links
K: 
L: 
M: S 1 rechts
N: S 1 links
O: 

Außerdem habe ich noch weitere Testfälle erstellt, die sich im Ordner "testdaten" befinden. Als Erstes habe ich getestet, ob das Programm auch mit dem Verschieben sehr vieler Autos klarkommt. Es gibt 26 Parkplätze, wovon alle außer die ersten beiden mit quer parkenden Autos blockiert sind. Für die quer parkenden Autos wurde Kleinbuchstaben verwendet, da alle Großbuchstaben schon belegt sind.

test0.txt:
A:
B:
C: a 2 links
D: a 1 links
E: a 2 links, b 2 links
F: a 1 links, b 1 links
G: a 2 links, b 2 links, c 2 links
H: a 1 links, b 1 links, c 1 links
I: a 2 links, b 2 links, c 2 links, d 2 links
J: a 1 links, b 1 links, c 1 links, d 1 links
K: a 2 links, b 2 links, c 2 links, d 2 links, e 2 links
L: a 1 links, b 1 links, c 1 links, d 1 links, e 1 links
M: a 2 links, b 2 links, c 2 links, d 2 links, e 2 links, f 2 links
N: a 1 links, b 1 links, c 1 links, d 1 links, e 1 links, f 1 links
O: a 2 links, b 2 links, c 2 links, d 2 links, e 2 links, f 2 links, g 2 links
P: a 1 links, b 1 links, c 1 links, d 1 links, e 1 links, f 1 links, g 1 links
Q: a 2 links, b 2 links, c 2 links, d 2 links, e 2 links, f 2 links, g 2 links, h 2 links
R: a 1 links, b 1 links, c 1 links, d 1 links, e 1 links, f 1 links, g 1 links, h 1 links
S: a 2 links, b 2 links, c 2 links, d 2 links, e 2 links, f 2 links, g 2 links, h 2 links, i 2 links
T: a 1 links, b 1 links, c 1 links, d 1 links, e 1 links, f 1 links, g 1 links, h 1 links, i 1 links
U: a 2 links, b 2 links, c 2 links, d 2 links, e 2 links, f 2 links, g 2 links, h 2 links, i 2 links, j 2 links
V: a 1 links, b 1 links, c 1 links, d 1 links, e 1 links, f 1 links, g 1 links, h 1 links, i 1 links, j 1 links
W: a 2 links, b 2 links, c 2 links, d 2 links, e 2 links, f 2 links, g 2 links, h 2 links, i 2 links, j 2 links, k 2 links
X: a 1 links, b 1 links, c 1 links, d 1 links, e 1 links, f 1 links, g 1 links, h 1 links, i 1 links, j 1 links, k 1 links
Y: a 2 links, b 2 links, c 2 links, d 2 links, e 2 links, f 2 links, g 2 links, h 2 links, i 2 links, j 2 links, k 2 links, l 2 links
Z: a 1 links, b 1 links, c 1 links, d 1 links, e 1 links, f 1 links, g 1 links, h 1 links, i 1 links, j 1 links, k 1 links, l 1 links

Die Autos wurden abwechselend jeweils ein oder zwei Parkplätze verschoben, je nachdem ob das ausfahrende Auto hinter der linke oder rechten Hälfe des quer stehenden Autos steht.
Die Bezeichner der Autos müssen auch nicht bei A beginnen; der Beginn bei anderen Buchstaben ist möglich. Dies zeigt das folgende Beispiel an der Eingabedatei "parkplatz3.txt" mit veränderten Bezeichnern.

test1.txt:
C:
D: X 1 rechts
E: X 1 links
F:
G: Y 1 rechts
H: Y 1 links
I:
J:
K: Q 2 links
L: Q 1 links
M: Q 2 links, R 2 links
N: Q 1 links, R 1 links
O: Q 2 links, R 2 links, S 2 links
P: Q 1 links, R 1 links, S 1 links

Quelltext

func main() {
	for i := range querAutos {
		var currentMoves []movedCar // enthält die Verschiebungen der Autos in die Richtung in der weniger Autos verschoben werden müssen
		var carLeastSteps uint32
		for _, direction := range []int{-1, 1} { // -1 steht für links und 1 für rechts
			movedCars, steps, success := move(i, direction, []movedCar{}, 0, 0)

			/* Wenn das Verschieben der Autos in der jeweiligen Richtung erfolgreich ist und noch keine
			   Verschiebungen abgespeichert wurden, d. h. gerade die Verschiebungen für links berechnet
			   wurden oder das Verschieben nach links nicht erfolgreich war, da das Ende das Parkplatzes
			   erreicht wurde, dann werden die Verschiebungen abgespeichert.
			   Sollten allerdings bereits Verschiebungen für links vorhanden sein, wird das Verschieben nach
			   rechts bevorzugt, wenn weniger Autos verschoben werden mussten oder die Autos weniger Plätze
			   verschoben werden mussten. */
			if success && (currentMoves == nil || len(movedCars) < len(currentMoves) || len(movedCars) == len(currentMoves) && steps < carLeastSteps) {
				currentMoves = movedCars
				carLeastSteps = steps
			}
		}
	}
}

// Funktion zur Berechung der Autos, die für einen Parkplatz verschoben werden müssen.
func move(i, direction int, movedCars []movedCar, lastMoved byte, totalSteps uint32) ([]movedCar, uint32, bool) {
	querAuto := querAutos[i]

	/* Wenn querAuto gleich 0 ist, ist kein Auto vor dem Parkplatz.
	Wenn es das gleiche Auto ist wie das zuletzt verschobene, ist auch das Verschieben beendet,
	da dieses Auto bereits ausreichend verschoben wurde. */
	if querAuto == 0 || querAuto == lastMoved {
		return movedCars, totalSteps, true
	}

	/* Wenn neben unserem Auto in der jeweiligen Richtung kein Parkplatz mehr ist,
	dann können auch keine Autos in diese Richtung verschoben werden. */
	if outOfBounds(querAutos, i + direction) {
		return movedCars, totalSteps, false
	}
	var steps int
	/* Wenn sich eins nach der Verschiebungsrichtung auch unserer quer parkendes Auto befindet,
	muss es nur um einen Platz verschoben werden, ansonsten um zwei. */
	if querAutos[i + direction] == querAuto {
		steps = 1
	} else {
		steps = 2
	}
	endCar := i + direction * 2 // ist das Ende des verschobenen Autos, das realtiv zur verschobenen Richtung, vorne ist.

	/* müsste das Auto ausserhalb des Parkplatzes geschoben werden,
	damit unser normale Parkplatz frei wird, ist das Verschieben in diese Richtung nicht möglich. */
	if outOfBounds(querAutos, endCar) {
		return movedCars, totalSteps, false
	}
	// fügt das gerade verschobene Auto der Slice mit den verschobenen Autos hinzu.
	movedCars = append(movedCars, movedCar{querAuto, steps, direction})
	/* ruft die Funktion recursive auf, mit dem Index des Parkplatzes an dem
	noch ein quer stehendes Auto stehen könnte, das verschoben werden müsste. */
	return move(endCar, direction, movedCars, querAuto, totalSteps + uint32(steps))
}

// Funktion um zu überprüfen, ob ein Index innerhalb einer Slice liegt.
func outOfBounds(slice []byte, i int) bool {
	return i < 0 || i >= len(slice)
}