HOJ 1030 Labyrinth----------------两次BFS求树的直径

Labyrinth

//题意：求树的直径
//思路：
//   树的直径是指树的最长简单路。求法: 两遍BFS :先任选一个起点BFS找到最长路的终点，再从终点进行BFS，则第二次BFS找到的最长路即为树的直径；
//              原理: 设起点为u,第一次BFS找到的终点v一定是树的直径的一个端点
//              证明: 1) 如果u 是直径上的点，则v显然是直径的终点(因为如果v不是的话，则必定存在另一个点w使得u到w的距离更长，则于BFS找到了v矛盾)
//                      2) 如果u不是直径上的点，则u到v必然于树的直径相交(反证),那么交点到v 必然就是直径的后半段了
//                       所以v一定是直径的一个端点，所以从v进行BFS得到的一定是直径长度
//hint:。。。。。                      
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<cstdio>
#include<queue>
#define maxlen 1010
struct node
{
    int x,y,step;
};
char mat[maxlen][maxlen];
int mat2[maxlen][maxlen],maxt;
int dir[4][2]= {{-1,0},{1,0},{0,-1},{0,1}};
using namespace std;
node BFS1(node s,int a,int b)//任意一个点找到直径的另一点（以这个点为起点的最长路的终点）
{
    queue<node> q;
    node ol,ne,ans;
    while(!q.empty()) q.pop();
    maxt=-1;//当前最大步子记录
    s.step=0;
    mat[s.x][s.y]='#';
    q.push(s);
    while(!q.empty())
    {
        ol=q.front();
        q.pop();
        if(ol.step>maxt)
        {
            maxt=ol.step;
            ans=ol;
        }//出队就要判断
        for(int l=0; l<4; l++)
        {
            ne.x=ol.x+dir[l][0];
            ne.y=ol.y+dir[l][1];
            ne.step=ol.step;
            if(ne.x>a||ne.y>b||ne.x<0||ne.y<0||mat[ne.x][ne.y]=='#')continue;
            else
            {
                mat[ne.x][ne.y]='#';
                ne.step++;
                if(ne.step>maxt)
                {
                    maxt=ne.step;
                    ans=ne;
                }//更新之后要判断
                q.push(ne);
            }
        }
    }
    return ans;
}
node BFS2(node s,int a,int b)
{
    queue<node> q;
    node ol,ne,ans;
    while(!q.empty()) q.pop();
    maxt=-1;
    s.step=0;
    mat2[s.x][s.y]=1;
    q.push(s);
    while(!q.empty())
    {
        ol=q.front();
        q.pop();
        if(ol.step>maxt)
        {
            maxt=ol.step;
            ans=ol;
        }
        for(int l=0; l<4; l++)
        {
            ne.x=ol.x+dir[l][0];
            ne.y=ol.y+dir[l][1];
            ne.step=ol.step;
            if(ne.x>a||ne.y>b||ne.x<0||ne.y<0||mat2[ne.x][ne.y]==1)continue;
            else
            {
                mat2[ne.x][ne.y]=1;
                ne.step++;
                if(ne.step>maxt)
                {
                    maxt=ne.step;
                    ans=ne;
                }
                q.push(ne);
            }
        }
    }
    return ans;
}//同BFS1
int main()
{
    int n,a,b,i,j;
    node s;
    cin >> n;
    while(n--)
    {
        memset(mat,'0',sizeof(mat));
        memset(mat2,0,sizeof(mat2));
        cin >> b >> a;
        for(i=0;i<a;i++)
            for(j=0;j<b;j++)
            cin >> mat[i][j];
        for(i=0; i<a; i++)
            for(j=0; j<b; j++)
                if(mat[i][j]=='#')
                    mat2[i][j]=1;
        bool  f=false;
        for(i=0; i<a; i++)
        {
            for(j=0; j<b; j++)
            {
                if(mat[i][j]=='.')
                {
                    s.x=i;
                    s.y=j;
                    s.step=0;
                    f=true;//用来跳出两层循环
                    break;
                }
            }
            if(f) break;
        }
      printf("Maximum rope length is %d.\n", BFS2(BFS1(s,a,b),a,b).step);
    }
    return 0;
}