Программа расчета небоскребов для размера NxN, версия 2 (с использованием функции отслеживания с возвратом)

Это продолжение Skyscraper Solver для размера NxN

Я последовал совету в последнем вопросе и изменил свой подход с генерации перестановок на использование Возврат решить загадку.

К сожалению, мое решение все еще замедляется для некоторых тестов.

Вот наихудшие тестовые случаи:

struct TestDataProvider {
    std::vector<int> clues;
    std::vector<std::vector<int>> result;
    std::vector<std::vector<int>> board;
};

TestDataProvider sky7_random{{0, 5, 0, 5, 0, 2, 0, 0, 0, 0, 4, 0, 0, 3,
                              6, 4, 0, 2, 0, 0, 3, 0, 3, 3, 3, 0, 0, 4},
                             {{{2, 3, 6, 1, 4, 5, 7},
                               {7, 1, 5, 2, 3, 4, 6},
                               {6, 4, 2, 3, 1, 7, 5},
                               {4, 5, 7, 6, 2, 3, 1},
                               {3, 2, 1, 5, 7, 6, 4},
                               {1, 6, 4, 7, 5, 2, 3},
                               {5, 7, 3, 4, 6, 1, 2}}}};
                                  
                                 

TestDataProvider sky11_medium_partial_2{
    {1, 2, 2, 5, 3, 2, 5, 3, 5, 4, 3, 4, 2, 3, 1, 2, 3, 2, 4, 3, 4, 4,
     3, 4, 3, 2, 3, 5, 3, 1, 2, 3, 3, 3, 3, 2, 3, 5, 2, 5, 3, 4, 2, 1},
    {{11, 9, 10, 5, 8, 6, 2, 4, 1, 3, 7},
     {9, 1, 3, 8, 7, 11, 6, 5, 2, 4, 10},
     {6, 2, 1, 7, 3, 9, 8, 11, 5, 10, 4},
     {7, 6, 4, 2, 10, 8, 1, 3, 9, 5, 11},
     {2, 7, 6, 9, 4, 10, 3, 8, 11, 1, 5},
     {4, 11, 2, 6, 9, 5, 10, 1, 3, 7, 8},
     {1, 4, 7, 10, 2, 3, 5, 6, 8, 11, 9},
     {3, 8, 5, 4, 11, 7, 9, 2, 10, 6, 1},
     {10, 5, 8, 1, 6, 2, 11, 7, 4, 9, 3},
     {5, 10, 11, 3, 1, 4, 7, 9, 6, 8, 2},
     {8, 3, 9, 11, 5, 1, 4, 10, 7, 2, 6}},
    {{0, 0, 10, 0, 8, 0, 2, 0, 1, 0, 0},
     {0, 0, 0, 0, 7, 11, 0, 5, 0, 0, 0},
     {0, 0, 0, 0, 0, 9, 0, 0, 0, 0, 4},
     {0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 3, 9, 0, 0},
     {0, 0, 6, 0, 4, 0, 3, 0, 11, 1, 0},
     {0, 0, 0, 6, 9, 0, 0, 1, 3, 0, 8},
     {0, 0, 0, 0, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 9},
     {0, 0, 0, 4, 11, 0, 0, 0, 0, 0, 1},
     {10, 0, 8, 1, 0, 2, 11, 7, 4, 0, 0},
     {5, 10, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 8, 0},
     {0, 0, 9, 0, 5, 0, 0, 0, 7, 0, 6}}};

     
TEST(CodewarsBacktracking, sky7_random)
{
    EXPECT_EQ(codewarsbacktracking::SolvePuzzle(sky7_random.clues),
              sky7_random.result);
}


TEST(CodewarsBacktracking, sky11_medium_partial_2)
{
    EXPECT_EQ(codewarsbacktracking::SolvePuzzle(
                  sky11_medium_partial_2.clues, sky11_medium_partial_2.board,
                  sky11_medium_partial_2.board.size()),
              sky11_medium_partial_2.result);
}

Первый тест пытается решить доску 7×7 без небоскребов на сетке. Несколько небоскребов вычисляются на основе предоставленных подсказок, но затем моя процедура возврата должна вставлять ~ 440 миллионов раз, пока головоломка не будет решена.

Другой тестовый пример – это плата 11×11, которая уже частично заполнена, но также имеет не так много подсказок.

В моей системе время выполнения в режиме выпуска выглядит следующим образом (включая другие модульные тесты, которые намного быстрее):

[----------] 35 tests from CodewarsBacktracking
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky4_easy
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky4_easy (0 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky4_easy_2
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky4_easy_2 (0 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky4_hard
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky4_hard (0 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky4_hard_2
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky4_hard_2 (0 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky6_easy
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky6_easy (5 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky6_medium
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky6_medium (3 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky6_hard
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky6_hard (5 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky6_hard_2
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky6_hard_2 (1 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky6_random
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky6_random (13 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky6_random_2
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky6_random_2 (1 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky6_random_3
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky6_random_3 (3 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky7_medium
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky7_medium (27 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky7_hard
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky7_hard (54 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky7_very_hard
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky7_very_hard (336 ms)
    [ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky7_random
    [       OK ] CodewarsBacktracking.sky7_random (72952 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky4_partial
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky4_partial (0 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky4_partial_2
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky4_partial_2 (0 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky5_partial
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky5_partial (0 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky5_partial_2
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky5_partial_2 (0 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky6_partial
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky6_partial (0 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky6_partial_2
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky6_partial_2 (1 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky7_easy_partial
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky7_easy_partial (0 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky7_easy_partial_2
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky7_easy_partial_2 (0 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky7_medium_partial
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky7_medium_partial (1 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky7_hard_partial
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky7_hard_partial (42 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky8_easy_partial
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky8_easy_partial (1 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky8_medium_partial
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky8_medium_partial (1 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky8_hard_partial
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky8_hard_partial (1390 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky9_easy_partial
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky9_easy_partial (1 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky9_easy_partial_2
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky9_easy_partial_2 (1 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky10_easy_partial
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky10_easy_partial (1 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky10_easy_partial_2
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky10_easy_partial_2 (0 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky11_easy_partial
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky11_easy_partial (2 ms)
[ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky11_medium_partial
[       OK ] CodewarsBacktracking.sky11_medium_partial (661 ms)
    [ RUN      ] CodewarsBacktracking.sky11_medium_partial_2
    [       OK ] CodewarsBacktracking.sky11_medium_partial_2 (36910 ms)
[----------] 35 tests from CodewarsBacktracking (112413 ms total)

Так что мне интересно, есть ли способ ускорить откат или просто нет более быстрого способа решать головоломки с небоскребами? Можно ли сократить количество обращений к подпрограмме поиска с возвратом?

Я уже пытаюсь прервать вставку, как только плата становится недействительной. Я не могу придумать другую настройку, чтобы уменьшить количество вызовов с возвратом.

Ниже полный код для возврата.

Интересная часть, которая выполняет возврат с возвратом, – это функция guessSkyscrapers:

bool guessSkyscrapers(Board &board, const std::vector<int> &clues,
                      std::size_t x, std::size_t y, std::size_t size)
{
    if (x == size) {
        x = 0;
        y++;
    };
    if (y == size) {
        return true;
    }
    if (board.skyscrapers[y][x] != 0) {
        if (!skyscrapersAreValidPositioned(board.skyscrapers, clues, x, y,
                                           size)) {
            return false;
        }
        if (guessSkyscrapers(board, clues, x + 1, y, size)) {
            return true;
        }
        else {
            return false;
        }
    }

    for (int trySkyscraper = 1;
         trySkyscraper <= static_cast<int>(board.skyscrapers.size());
         ++trySkyscraper) {

        if (board.nopes[y][x].contains(trySkyscraper)) {
            continue;
        }
        board.skyscrapers[y][x] = trySkyscraper;
        if (!skyscrapersAreValidPositioned(board.skyscrapers, clues, x, y,
                                           size)) {
            continue;
        }
        if (guessSkyscrapers(board, clues, x + 1, y, size)) {
            return true;
        }
    }
    board.skyscrapers[y][x] = 0;
    return false;
}

Дайте мне знать, если у вас есть идеи, как ускорить решение этой головоломки.

Если вы хотите увидеть весь проект github, который содержит:

-Решение для обратного отслеживания в одном файле (например, здесь требование для кодовых войн) -Решение для обратного отслеживания в нескольких файлах -Решение для перестановок в одном файле (например, здесь требование для кодовых войн) -Решение для перестановок в нескольких файлах -Полный набор тестов

Вы можете найти это здесь

Полный код возврата:

codewarsbacktracking.cpp

#include <algorithm>
#include <cassert>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <numeric>
#include <string>
#include <unordered_set>

namespace codewarsbacktracking {

struct ClueHints {
    ClueHints(std::size_t boardSize);
    ClueHints();

    void reverse();

    void removeNopesOnSkyscrapers();

    std::vector<int> skyscrapers{};
    std::vector<std::vector<int>> nopes{};
};

ClueHints::ClueHints(std::size_t boardSize)
    : skyscrapers{std::vector<int>(boardSize, 0)},
      nopes{std::vector<std::vector<int>>(boardSize, std::vector<int>{})}
{
}

void ClueHints::reverse()
{
    std::reverse(skyscrapers.begin(), skyscrapers.end());
    std::reverse(nopes.begin(), nopes.end());
}

void ClueHints::removeNopesOnSkyscrapers()
{
    for (std::size_t i = 0; i < skyscrapers.size(); ++i) {
        if (skyscrapers[i] == 0) {
            continue;
        }
        nopes[i].clear();
    }
}

std::optional<ClueHints> getClueHints(int clue, std::size_t boardSize)
{
    if (clue == 0) {
        return {};
    }

    ClueHints clueHints{boardSize};

    std::vector<std::unordered_set<int>> nopes(boardSize,
                                               std::unordered_set<int>{});

    if (clue == static_cast<int>(boardSize)) {
        for (std::size_t i = 0; i < boardSize; ++i) {
            clueHints.skyscrapers[i] = i + 1;
        }
    }
    else if (clue == 1) {
        clueHints.skyscrapers[0] = boardSize;
    }
    else if (clue == 2) {
        nopes[0].insert(boardSize);
        nopes[1].insert(boardSize - 1);
    }
    else {
        for (std::size_t fieldIdx = 0;
             fieldIdx < static_cast<std::size_t>(clue - 1); ++fieldIdx) {

            for (std::size_t nopeValue = boardSize;
                 nopeValue >= (boardSize - (clue - 2) + fieldIdx);
                 --nopeValue) {
                nopes[fieldIdx].insert(nopeValue);
            }
        }
    }

    assert(nopes.size() == clueHints.nopes.size());

    for (std::size_t i = 0; i < nopes.size(); ++i) {
        clueHints.nopes[i] = std::vector<int>(nopes[i].begin(), nopes[i].end());
    }
    return {clueHints};
}

std::optional<ClueHints> merge(std::optional<ClueHints> optFrontClueHints,
                               std::optional<ClueHints> optBackClueHints)
{
    if (!optFrontClueHints && !optBackClueHints) {
        return {};
    }
    if (!optFrontClueHints) {
        optBackClueHints->reverse();
        return optBackClueHints;
    }
    if (!optBackClueHints) {
        return optFrontClueHints;
    }

    auto size = optFrontClueHints->skyscrapers.size();
    ClueHints clueHints{size};

    assert(optFrontClueHints->skyscrapers.size() ==
           optFrontClueHints->nopes.size());
    assert(optBackClueHints->skyscrapers.size() ==
           optBackClueHints->nopes.size());
    assert(optFrontClueHints->skyscrapers.size() ==
           optBackClueHints->skyscrapers.size());

    optBackClueHints->reverse();

    for (std::size_t i = 0; i < optFrontClueHints->skyscrapers.size(); ++i) {

        auto frontSkyscraper = optFrontClueHints->skyscrapers[i];
        auto backSkyscraper = optBackClueHints->skyscrapers[i];

        if (frontSkyscraper != 0 && backSkyscraper != 0) {
            assert(frontSkyscraper == backSkyscraper);
            clueHints.skyscrapers[i] = frontSkyscraper;
        }
        else if (frontSkyscraper != 0) {
            clueHints.skyscrapers[i] = frontSkyscraper;
            clueHints.nopes[i].clear();
        }
        else { // backSkyscraper != 0
            clueHints.skyscrapers[i] = backSkyscraper;
            clueHints.nopes[i].clear();
        }

        if (clueHints.skyscrapers[i] != 0) {
            continue;
        }

        std::unordered_set<int> nopes(optFrontClueHints->nopes[i].begin(),
                                      optFrontClueHints->nopes[i].end());
        nopes.insert(optBackClueHints->nopes[i].begin(),
                     optBackClueHints->nopes[i].end());
        clueHints.nopes[i] = std::vector<int>(nopes.begin(), nopes.end());
    }
    clueHints.removeNopesOnSkyscrapers();
    return {clueHints};
}

void mergeClueHintsPerRow(std::vector<std::optional<ClueHints>> &clueHints)
{
    std::size_t startOffset = clueHints.size() / 4 * 3 - 1;
    std::size_t offset = startOffset;

    for (std::size_t frontIdx = 0; frontIdx < clueHints.size() / 2;
         ++frontIdx, offset -= 2) {

        if (frontIdx == clueHints.size() / 4) {
            offset = startOffset;
        }

        int backIdx = frontIdx + offset;

        clueHints[frontIdx] = merge(clueHints[frontIdx], clueHints[backIdx]);
    }
    clueHints.erase(clueHints.begin() + clueHints.size() / 2, clueHints.end());
}

std::vector<std::optional<ClueHints>>
getClueHints(const std::vector<int> &clues, std::size_t boardSize)
{
    std::vector<std::optional<ClueHints>> clueHints;
    clueHints.reserve(clues.size());

    for (const auto &clue : clues) {
        clueHints.emplace_back(getClueHints(clue, boardSize));
    }
    mergeClueHintsPerRow(clueHints);
    return clueHints;
}

template <typename It> int missingNumberInSequence(It begin, It end)
{
    int n = std::distance(begin, end) + 1;
    double projectedSum = (n + 1) * (n / 2.0);
    int actualSum = std::accumulate(begin, end, 0);
    return projectedSum - actualSum;
}

class Nopes {
public:
    Nopes(int size);

    void insert(int value);
    void insert(const std::vector<int> &values);
    bool sizeReached() const;
    int missingNumberInSequence() const;

    bool contains(int value) const;
    bool contains(const std::vector<int> &values);

    bool isEmpty() const;
    void clear();

    std::vector<int> containing() const;

    // for debug print
    std::unordered_set<int> values() const;

private:
    int mSize;
    std::unordered_set<int> mValues;
};

Nopes::Nopes(int size) : mSize{size}
{
    assert(size > 0);
}

void Nopes::insert(int value)
{
    assert(value >= 1 && value <= mSize + 1);
    mValues.insert(value);
}

void Nopes::insert(const std::vector<int> &values)
{
    mValues.insert(values.begin(), values.end());
}

bool Nopes::sizeReached() const
{
    return mValues.size() == static_cast<std::size_t>(mSize);
}

int Nopes::missingNumberInSequence() const
{
    assert(sizeReached());
    return codewarsbacktracking::missingNumberInSequence(mValues.begin(),
                                                         mValues.end());
}

bool Nopes::contains(int value) const
{
    auto it = mValues.find(value);
    return it != mValues.end();
}

bool Nopes::contains(const std::vector<int> &values)
{
    for (const auto &value : values) {
        if (!contains(value)) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

bool Nopes::isEmpty() const
{
    return mValues.empty();
}

void Nopes::clear()
{
    mValues.clear();
}

std::vector<int> Nopes::containing() const
{
    std::vector<int> nopes;
    nopes.reserve(mValues.size());
    for (const auto &value : mValues) {
        nopes.emplace_back(value);
    }
    return nopes;
}

std::unordered_set<int> Nopes::values() const
{
    return mValues;
}

class Field {
public:
    Field(int &skyscraper, Nopes &nopes);

    void insertSkyscraper(int skyscraper);
    void insertNope(int nope);
    void insertNopes(const std::vector<int> &nopes);

    bool fullOfNopes() const;

    int skyscraper() const;
    Nopes nopes() const;

    bool hasSkyscraper() const;

    std::optional<int> lastMissingNope() const;

private:
    int &mSkyscraper;
    Nopes &mNopes;
    bool mHasSkyscraper = false;
};

Field::Field(int &skyscraper, Nopes &nopes)
    : mSkyscraper{skyscraper}, mNopes{nopes}
{
}

void Field::insertSkyscraper(int skyscraper)
{
    assert(mSkyscraper == 0 || skyscraper == mSkyscraper);
    if (mHasSkyscraper) {
        return;
    }
    mSkyscraper = skyscraper;
    mHasSkyscraper = true;

    mNopes.clear();
}
void Field::insertNope(int nope)
{
    if (mHasSkyscraper) {
        return;
    }
    mNopes.insert(nope);
}
void Field::insertNopes(const std::vector<int> &nopes)
{
    if (mHasSkyscraper) {
        return;
    }
    mNopes.insert(nopes);
}

bool Field::fullOfNopes() const
{
    return mNopes.sizeReached();
}

int Field::skyscraper() const
{
    return mSkyscraper;
}
Nopes Field::nopes() const
{
    return mNopes;
}

bool Field::hasSkyscraper() const
{
    return mHasSkyscraper;
}

std::optional<int> Field::lastMissingNope() const
{
    if (!mNopes.sizeReached()) {
        return {};
    }
    return mNopes.missingNumberInSequence();
}

struct Point {
    int x;
    int y;
};

inline bool operator==(const Point &lhs, const Point &rhs)
{
    return lhs.x == rhs.x && lhs.y == rhs.y;
}
inline bool operator!=(const Point &lhs, const Point &rhs)
{
    return !(lhs == rhs);
}

enum class ReadDirection { topToBottom, rightToLeft };

void nextDirection(ReadDirection &readDirection);

void advanceToNextPosition(Point &point, ReadDirection readDirection,
                           int clueIdx);

void nextDirection(ReadDirection &readDirection)
{
    assert(readDirection != ReadDirection::rightToLeft);
    int dir = static_cast<int>(readDirection);
    ++dir;
    readDirection = static_cast<ReadDirection>(dir);
}

void advanceToNextPosition(Point &point, ReadDirection readDirection,
                           int clueIdx)
{
    if (clueIdx == 0) {
        return;
    }
    switch (readDirection) {
    case ReadDirection::topToBottom:
        ++point.x;
        break;
    case ReadDirection::rightToLeft:
        ++point.y;
        break;
    }
}

class Row {
public:
    Row(std::vector<std::vector<Field>> &fields, const Point &startPoint,
        const ReadDirection &readDirection);

    void insertSkyscraper(int pos, int skyscraper);

    std::size_t size() const;

    void addCrossingRows(Row *crossingRow);

    bool hasOnlyOneNopeField() const;
    void addLastMissingSkyscraper();

    void addNopesToAllNopeFields(int nope);

    bool allFieldsContainSkyscraper() const;

    int skyscraperCount() const;
    int nopeCount(int nope) const;

    void guessSkyscraperOutOfNeighbourNopes();

    enum class Direction { front, back };

    bool hasSkyscrapers(const std::vector<int> &skyscrapers,
                        Direction direction) const;
    bool hasNopes(const std::vector<std::vector<int>> &nopes,
                  Direction direction) const;

    void addSkyscrapers(const std::vector<int> &skyscrapers,
                        Direction direction);
    void addNopes(const std::vector<std::vector<int>> &nopes,
                  Direction direction);

    std::vector<Field *> getFields() const;

private:
    template <typename SkyIterator, typename FieldIterator>
    bool hasSkyscrapers(SkyIterator skyItBegin, SkyIterator skyItEnd,
                        FieldIterator fieldItBegin,
                        FieldIterator fieldItEnd) const;

    template <typename NopesIterator, typename FieldIterator>
    bool hasNopes(NopesIterator nopesItBegin, NopesIterator nopesItEnd,
                  FieldIterator fieldItBegin, FieldIterator fieldItEnd) const;

    template <typename SkyIterator, typename FieldIterator>
    void addSkyscrapers(SkyIterator skyItBegin, SkyIterator skyItEnd,
                        FieldIterator fieldItBegin, FieldIterator fieldItEnd);

    template <typename NopesIterator, typename FieldIterator>
    void addNopes(NopesIterator nopesItBegin, NopesIterator nopesItEnd,
                  FieldIterator fieldItBegin, FieldIterator fieldItEnd);

    template <typename IteratorType>
    void insertSkyscraper(IteratorType it, int skyscraper);

    template <typename IteratorType> void insertNope(IteratorType it, int nope);

    template <typename IteratorType>
    void insertNopes(IteratorType it, const std::vector<int> &nopes);

    int getIdx(std::vector<Field *>::const_iterator cit) const;
    int getIdx(std::vector<Field *>::const_reverse_iterator crit) const;

    std::vector<Field *> getRowFields(const ReadDirection &readDirection,
                                      std::vector<std::vector<Field>> &fields,
                                      const Point &startPoint);

    bool onlyOneFieldWithoutNope(int nope) const;
    std::optional<int> nopeValueInAllButOneField() const;

    void insertSkyscraperToFirstFieldWithoutNope(int nope);

    bool hasSkyscraper(int skyscraper) const;

    std::vector<Row *> mCrossingRows;
    std::vector<Field *> mRowFields;
};

Row::Row(std::vector<std::vector<Field>> &fields, const Point &startPoint,
         const ReadDirection &readDirection)
    : mRowFields{getRowFields(readDirection, fields, startPoint)}
{
}

void Row::insertSkyscraper(int pos, int skyscraper)
{
    assert(pos >= 0 && pos < static_cast<int>(mRowFields.size()));
    assert(skyscraper > 0 && skyscraper <= static_cast<int>(mRowFields.size()));
    auto it = mRowFields.begin() + pos;
    insertSkyscraper(it, skyscraper);
}

std::size_t Row::size() const
{
    return mRowFields.size();
}

void Row::addCrossingRows(Row *crossingRow)
{
    assert(crossingRow != nullptr);
    assert(mCrossingRows.size() < size());
    mCrossingRows.push_back(crossingRow);
}

bool Row::hasOnlyOneNopeField() const
{
    return skyscraperCount() == static_cast<int>(size() - 1);
}

void Row::addLastMissingSkyscraper()
{
    assert(hasOnlyOneNopeField());

    auto nopeFieldIt = mRowFields.end();
    std::vector<int> sequence;
    sequence.reserve(size() - 1);

    for (auto it = mRowFields.begin(); it != mRowFields.end(); ++it) {
        if ((*it)->hasSkyscraper()) {
            sequence.emplace_back((*it)->skyscraper());
        }
        else {
            nopeFieldIt = it;
        }
    }
    assert(nopeFieldIt != mRowFields.end());
    assert(skyscraperCount() == static_cast<int>(sequence.size()));
    auto missingValue =
        missingNumberInSequence(sequence.begin(), sequence.end());
    assert(missingValue >= 0 && missingValue <= static_cast<int>(size()));
    insertSkyscraper(nopeFieldIt, missingValue);
}

void Row::addNopesToAllNopeFields(int nope)
{
    for (auto it = mRowFields.begin(); it != mRowFields.end(); ++it) {
        if ((*it)->hasSkyscraper()) {
            continue;
        }
        insertNope(it, nope);
    }
}

bool Row::allFieldsContainSkyscraper() const
{
    return skyscraperCount() == static_cast<int>(size());
}

int Row::skyscraperCount() const
{
    int count = 0;
    for (auto cit = mRowFields.cbegin(); cit != mRowFields.cend(); ++cit) {
        if ((*cit)->hasSkyscraper()) {
            ++count;
        }
    }
    return count;
}

int Row::nopeCount(int nope) const
{
    int count = 0;
    for (auto cit = mRowFields.cbegin(); cit != mRowFields.cend(); ++cit) {
        if ((*cit)->nopes().contains(nope)) {
            ++count;
        }
    }
    return count;
}

void Row::guessSkyscraperOutOfNeighbourNopes()
{
    for (;;) {
        auto optNope = nopeValueInAllButOneField();
        if (!optNope) {
            break;
        }
        insertSkyscraperToFirstFieldWithoutNope(*optNope);
    }
}

bool Row::hasSkyscrapers(const std::vector<int> &skyscrapers,
                         Row::Direction direction) const
{
    if (direction == Direction::front) {
        return hasSkyscrapers(skyscrapers.cbegin(), skyscrapers.cend(),
                              mRowFields.cbegin(), mRowFields.cend());
    }
    return hasSkyscrapers(skyscrapers.cbegin(), skyscrapers.cend(),
                          mRowFields.crbegin(), mRowFields.crend());
}

bool Row::hasNopes(const std::vector<std::vector<int>> &nopes,
                   Direction direction) const
{
    if (direction == Direction::front) {
        return hasNopes(nopes.cbegin(), nopes.cend(), mRowFields.cbegin(),
                        mRowFields.cend());
    }
    return hasNopes(nopes.cbegin(), nopes.cend(), mRowFields.crbegin(),
                    mRowFields.crend());
}

void Row::addSkyscrapers(const std::vector<int> &skyscrapers,
                         Direction direction)
{
    if (direction == Direction::front) {
        addSkyscrapers(skyscrapers.begin(), skyscrapers.end(),
                       mRowFields.begin(), mRowFields.end());
    }
    else {
        addSkyscrapers(skyscrapers.begin(), skyscrapers.end(),
                       mRowFields.rbegin(), mRowFields.rend());
    }
}
void Row::addNopes(const std::vector<std::vector<int>> &nopes,
                   Direction direction)
{
    if (direction == Direction::front) {
        addNopes(nopes.begin(), nopes.end(), mRowFields.begin(),
                 mRowFields.end());
    }
    else {
        addNopes(nopes.begin(), nopes.end(), mRowFields.rbegin(),
                 mRowFields.rend());
    }
}

std::vector<Field *> Row::getFields() const
{
    return mRowFields;
}

template <typename SkyIterator, typename FieldIterator>
bool Row::hasSkyscrapers(SkyIterator skyItBegin, SkyIterator skyItEnd,
                         FieldIterator fieldItBegin,
                         FieldIterator fieldItEnd) const
{
    auto skyIt = skyItBegin;
    for (auto fieldIt = fieldItBegin;
         fieldIt != fieldItEnd && skyIt != skyItEnd; ++fieldIt, ++skyIt) {
        if (*skyIt == 0 && (*fieldIt)->hasSkyscraper()) {
            continue;
        }
        if ((*fieldIt)->skyscraper() != *skyIt) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

template <typename NopesIterator, typename FieldIterator>
bool Row::hasNopes(NopesIterator nopesItBegin, NopesIterator nopesItEnd,
                   FieldIterator fieldItBegin, FieldIterator fieldItEnd) const
{
    auto nopesIt = nopesItBegin;
    for (auto fieldIt = fieldItBegin;
         fieldIt != fieldItEnd && nopesIt != nopesItEnd; ++fieldIt, ++nopesIt) {

        if (nopesIt->empty()) {
            continue;
        }
        if ((*fieldIt)->hasSkyscraper()) {
            return false;
        }
        if (!(*fieldIt)->nopes().contains(*nopesIt)) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

template <typename SkyIterator, typename FieldIterator>
void Row::addSkyscrapers(SkyIterator skyItBegin, SkyIterator skyItEnd,
                         FieldIterator fieldItBegin, FieldIterator fieldItEnd)
{
    auto skyIt = skyItBegin;
    for (auto fieldIt = fieldItBegin;
         fieldIt != fieldItEnd && skyIt != skyItEnd; ++fieldIt, ++skyIt) {
        if (*skyIt == 0) {
            continue;
        }
        insertSkyscraper(fieldIt, *skyIt);
    }
}

template <typename NopesIterator, typename FieldIterator>
void Row::addNopes(NopesIterator nopesItBegin, NopesIterator nopesItEnd,
                   FieldIterator fieldItBegin, FieldIterator fieldItEnd)
{
    auto nopesIt = nopesItBegin;
    for (auto fieldIt = fieldItBegin;
         fieldIt != fieldItEnd && nopesIt != nopesItEnd; ++fieldIt, ++nopesIt) {
        if (nopesIt->empty()) {
            continue;
        }
        insertNopes(fieldIt, *nopesIt);
    }
}

template <typename FieldIterator>
void Row::insertSkyscraper(FieldIterator fieldIt, int skyscraper)
{
    assert(mCrossingRows.size() == size());

    if ((*fieldIt)->hasSkyscraper()) {
        return;
    }
    (*fieldIt)->insertSkyscraper(skyscraper);

    if (hasOnlyOneNopeField()) {
        addLastMissingSkyscraper();
    }
    addNopesToAllNopeFields(skyscraper);

    int idx = getIdx(fieldIt);

    if (mCrossingRows[idx]->hasOnlyOneNopeField()) {
        mCrossingRows[idx]->addLastMissingSkyscraper();
    }

    mCrossingRows[idx]->addNopesToAllNopeFields(skyscraper);
}

template <typename FieldIterator>
void Row::insertNope(FieldIterator fieldIt, int nope)
{
    if ((*fieldIt)->hasSkyscraper()) {
        return;
    }
    if ((*fieldIt)->nopes().contains(nope)) {
        return;
    }
    (*fieldIt)->insertNope(nope);

    auto optlastMissingNope = (*fieldIt)->lastMissingNope();
    if (optlastMissingNope) {
        insertSkyscraper(fieldIt, *optlastMissingNope);
    }

    if (onlyOneFieldWithoutNope(nope)) {
        insertSkyscraperToFirstFieldWithoutNope(nope);
    }

    int idx = getIdx(fieldIt);

    if (mCrossingRows[idx]->onlyOneFieldWithoutNope(nope)) {
        mCrossingRows[idx]->insertSkyscraperToFirstFieldWithoutNope(nope);
    }
}

template <typename IteratorType>
void Row::insertNopes(IteratorType it, const std::vector<int> &nopes)
{
    for (const auto &nope : nopes) {
        insertNope(it, nope);
    }
}

int Row::getIdx(std::vector<Field *>::const_iterator cit) const
{
    return std::distance(mRowFields.cbegin(), cit);
}

int Row::getIdx(std::vector<Field *>::const_reverse_iterator crit) const
{
    return size() - std::distance(mRowFields.crbegin(), crit) - 1;
}

std::vector<Field *>
Row::getRowFields(const ReadDirection &readDirection,
                  std::vector<std::vector<Field>> &boardFields,
                  const Point &startPoint)
{
    std::vector<Field *> fields;
    fields.reserve(boardFields.size());
    std::size_t x = startPoint.x;
    std::size_t y = startPoint.y;
    for (std::size_t i = 0; i < boardFields.size(); ++i) {
        fields.emplace_back(&boardFields[y][x]);

        if (readDirection == ReadDirection::topToBottom) {
            ++y;
        }
        else {
            --x;
        }
    }
    return fields;
}

bool Row::onlyOneFieldWithoutNope(int nope) const
{
    auto cit = std::find_if(
        mRowFields.cbegin(), mRowFields.cend(),
        [nope](const auto &field) { return field->skyscraper() == nope; });
    if (cit != mRowFields.cend()) {
        return false;
    }
    if (nopeCount(nope) < static_cast<int>(size()) - skyscraperCount() - 1) {
        return false;
    }
    return true;
}

std::optional<int> Row::nopeValueInAllButOneField() const
{
    std::unordered_map<int, int> nopeAndCount;

    for (auto cit = mRowFields.cbegin(); cit != mRowFields.cend(); ++cit) {
        if (!(*cit)->hasSkyscraper()) {
            auto nopes = (*cit)->nopes().containing();
            for (const auto &nope : nopes) {
                if (hasSkyscraper(nope)) {
                    continue;
                }
                ++nopeAndCount[nope];
            }
        }
    }
    for (auto cit = nopeAndCount.cbegin(); cit != nopeAndCount.end(); ++cit) {
        if (cit->second == static_cast<int>(size()) - skyscraperCount() - 1) {
            return {cit->first};
        }
    }
    return {};
}

void Row::insertSkyscraperToFirstFieldWithoutNope(int nope)
{
    for (auto it = mRowFields.begin(); it != mRowFields.end(); ++it) {
        if ((*it)->hasSkyscraper()) {
            continue;
        }
        if (!(*it)->nopes().contains(nope)) {
            insertSkyscraper(it, nope);
            return; // there can be max one skyscraper per row;
        }
    }
}

bool Row::hasSkyscraper(int skyscraper) const
{
    for (const auto &field : mRowFields) {
        if (field->skyscraper() == skyscraper) {
            return true;
        }
    }
    return false;
}

class BorderIterator {
public:
    BorderIterator(std::size_t boardSize);

    Point point() const;
    ReadDirection readDirection() const;

    BorderIterator &operator++();

private:
    int mIdx = 0;
    std::size_t mBoardSize;
    Point mPoint{0, 0};
    ReadDirection mReadDirection{ReadDirection::topToBottom};
};

BorderIterator::BorderIterator(std::size_t boardSize) : mBoardSize{boardSize}
{
}

Point BorderIterator::point() const
{
    return mPoint;
}

ReadDirection BorderIterator::readDirection() const
{
    return mReadDirection;
}

BorderIterator &BorderIterator::operator++()
{
    ++mIdx;
    if (mIdx == static_cast<int>(2 * mBoardSize)) {
        return *this;
    }
    if (mIdx != 0 && mIdx % mBoardSize == 0) {
        nextDirection(mReadDirection);
    }

    advanceToNextPosition(mPoint, mReadDirection, mIdx % mBoardSize);
    return *this;
}

struct Board {
    Board(std::size_t size);

    void insert(const std::vector<std::optional<ClueHints>> &clueHints);

    void insert(const std::vector<std::vector<int>> &startingSkyscrapers);

    bool isSolved() const;

    std::vector<std::vector<int>> skyscrapers{};
    std::vector<std::vector<Nopes>> nopes;

    std::vector<Row> mRows;

private:
    std::vector<std::vector<int>> makeSkyscrapers(std::size_t size);
    std::vector<std::vector<Nopes>> makeNopes(std::size_t size);

    void makeFields();
    void makeRows();
    void connnectRowsWithCrossingRows();

    std::vector<std::vector<Field>> mFields;
};

Board::Board(std::size_t size)
    : skyscrapers{makeSkyscrapers(size)}, nopes{makeNopes(size)},
      mFields{std::vector<std::vector<Field>>(skyscrapers.size())}
{
    makeFields();
    makeRows();
}

void Board::insert(const std::vector<std::optional<ClueHints>> &clueHints)
{
    assert(clueHints.size() == mRows.size());

    for (std::size_t i = 0; i < clueHints.size(); ++i) {
        if (!clueHints[i]) {
            continue;
        }
        mRows[i].addNopes(clueHints[i]->nopes, Row::Direction::front);
        mRows[i].addSkyscrapers(clueHints[i]->skyscrapers,
                                Row::Direction::front);
    }
}

void Board::insert(const std::vector<std::vector<int>> &startingSkyscrapers)
{
    if (startingSkyscrapers.empty()) {
        return;
    }
    std::size_t boardSize = mRows.size() / 2;
    assert(startingSkyscrapers.size() == boardSize);
    for (std::size_t i = 0; i < startingSkyscrapers.size(); ++i) {
        mRows[i + boardSize].addSkyscrapers(startingSkyscrapers[i],
                                            Row::Direction::back);
    }
}

bool Board::isSolved() const
{
    std::size_t endVerticalRows = mRows.size() / 2;
    for (std::size_t i = 0; i < endVerticalRows; ++i) {
        if (!mRows[i].allFieldsContainSkyscraper()) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

std::vector<std::vector<int>> Board::makeSkyscrapers(std::size_t size)
{
    std::vector<int> skyscraperRow(size, 0);
    return std::vector<std::vector<int>>(size, skyscraperRow);
}

std::vector<std::vector<Nopes>> Board::makeNopes(std::size_t size)
{
    std::vector<Nopes> nopesRow(size, Nopes{static_cast<int>(size) - 1});
    return std::vector<std::vector<Nopes>>(size, nopesRow);
}

void Board::makeFields()
{
    mFields.reserve(skyscrapers.size());
    for (auto &row : mFields) {
        row.reserve(mFields.size());
    }
    for (std::size_t y = 0; y < skyscrapers.size(); ++y) {
        mFields[y].reserve(skyscrapers.size());
        for (std::size_t x = 0; x < skyscrapers[y].size(); ++x) {
            mFields[y].emplace_back(Field{skyscrapers[y][x], nopes[y][x]});
        }
    }
}

void Board::makeRows()
{
    BorderIterator borderIterator{mFields.size()};

    std::size_t size = mFields.size() * 2;
    mRows.reserve(size);

    for (std::size_t i = 0; i < size; ++i, ++borderIterator) {
        mRows.emplace_back(Row{mFields, borderIterator.point(),
                               borderIterator.readDirection()});
    }
    connnectRowsWithCrossingRows();
}

void Board::connnectRowsWithCrossingRows()
{
    std::size_t boardSize = mRows.size() / 2;

    std::vector<int> targetRowsIdx(boardSize);
    std::iota(targetRowsIdx.begin(), targetRowsIdx.end(), boardSize);

    for (std::size_t i = 0; i < mRows.size(); ++i) {
        if (i == mRows.size() / 2) {
            std::iota(targetRowsIdx.begin(), targetRowsIdx.end(), 0);
            std::reverse(targetRowsIdx.begin(), targetRowsIdx.end());
        }

        for (const auto &targetRowIdx : targetRowsIdx) {
            mRows[i].addCrossingRows(&mRows[targetRowIdx]);
        }
    }
}

void debug_print(Board &board, const std::string &title)
{
    std::cout << title << 'n';
    for (std::size_t y = 0; y < board.skyscrapers.size(); ++y) {
        for (std::size_t x = 0; x < board.skyscrapers[y].size(); ++x) {

            if (board.skyscrapers[y][x] != 0) {
                std::cout << std::setw(board.skyscrapers.size() * 2);
                std::cout << "V" + std::to_string(board.skyscrapers[y][x]);
            }
            else if (board.skyscrapers[y][x] == 0 &&
                     !board.nopes[y][x].isEmpty()) {
                auto nopes_set = board.nopes[y][x].values();
                std::vector<int> nopes(nopes_set.begin(), nopes_set.end());
                std::sort(nopes.begin(), nopes.end());

                std::string nopesStr;
                for (std::size_t i = 0; i < nopes.size(); ++i) {
                    nopesStr.append(std::to_string(nopes[i]));
                    if (i != nopes.size() - 1) {
                        nopesStr.push_back(',');
                    }
                }
                std::cout << std::setw(board.skyscrapers.size() * 2);
                std::cout << nopesStr;
            }
            else {
                std::cout << ' ';
            }
        }
        std::cout << 'n';
    }
    std::cout << 'n';
}

template <typename Iterator> int visibleBuildings(Iterator begin, Iterator end)
{
    int visibleBuildingsCount = 0;
    int highestSeen = 0;
    for (auto it = begin; it != end; ++it) {
        if (*it != 0 && *it > highestSeen) {
            ++visibleBuildingsCount;
            highestSeen = *it;
        }
    }
    return visibleBuildingsCount;
}

bool rowsAreValid(const std::vector<std::vector<int>> &skyscrapers,
                  std::size_t x, std::size_t y, std::size_t size)
{
    for (std::size_t xi = 0; xi < size; xi++) {
        if (xi != x && skyscrapers[y][xi] == skyscrapers[y][x]) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

bool columnsAreValid(const std::vector<std::vector<int>> &skyscrapers,
                     std::size_t x, std::size_t y, std::size_t size)
{
    for (std::size_t yi = 0; yi < size; yi++) {
        if (yi != y && skyscrapers[yi][x] == skyscrapers[y][x]) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

std::tuple<int, int> getRowClues(const std::vector<int> &clues, std::size_t y,
                                 std::size_t size)
{
    int frontClue = clues[clues.size() - 1 - y];
    int backClue = clues[size + y];
    return {frontClue, backClue};
}

bool rowCluesAreValid(const std::vector<std::vector<int>> &skyscrapers,
                      const std::vector<int> &clues, std::size_t y,
                      std::size_t size)
{
    auto [frontClue, backClue] = getRowClues(clues, y, size);

    if (frontClue == 0 && backClue == 0) {
        return true;
    }

    bool rowIsFull = std::find(skyscrapers[y].cbegin(), skyscrapers[y].cend(),
                               0) == skyscrapers[y].cend();

    if (!rowIsFull) {
        return true;
    }

    if (frontClue != 0) {
        auto frontVisible =
            visibleBuildings(skyscrapers[y].cbegin(), skyscrapers[y].cend());

        if (frontClue != frontVisible) {
            return false;
        }
    }
    if (backClue != 0) {
        auto backVisible =
            visibleBuildings(skyscrapers[y].crbegin(), skyscrapers[y].crend());

        if (backClue != backVisible) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

std::tuple<int, int> getColumnClues(const std::vector<int> &clues,
                                    std::size_t x, std::size_t size)
{
    int frontClue = clues[x];
    int backClue = clues[size * 3 - 1 - x];
    return {frontClue, backClue};
}

bool columnCluesAreValid(const std::vector<std::vector<int>> &skyscrapers,
                         const std::vector<int> &clues, std::size_t x,
                         std::size_t size)
{
    auto [frontClue, backClue] = getColumnClues(clues, x, size);

    if (frontClue == 0 && backClue == 0) {
        return true;
    }

    std::vector<int> verticalSkyscrapers;
    verticalSkyscrapers.reserve(size);

    for (std::size_t yi = 0; yi < size; ++yi) {
        verticalSkyscrapers.emplace_back(skyscrapers[yi][x]);
    }

    bool columnIsFull =
        std::find(verticalSkyscrapers.cbegin(), verticalSkyscrapers.cend(),
                  0) == verticalSkyscrapers.cend();

    if (!columnIsFull) {
        return true;
    }

    if (frontClue != 0) {
        auto frontVisible = visibleBuildings(verticalSkyscrapers.cbegin(),
                                             verticalSkyscrapers.cend());
        if (frontClue != frontVisible) {
            return false;
        }
    }
    if (backClue != 0) {
        auto backVisible = visibleBuildings(verticalSkyscrapers.crbegin(),
                                            verticalSkyscrapers.crend());

        if (backClue != backVisible) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

bool skyscrapersAreValidPositioned(
    const std::vector<std::vector<int>> &skyscrapers,
    const std::vector<int> &clues, std::size_t x, std::size_t y,
    std::size_t size)
{
    if (!rowsAreValid(skyscrapers, x, y, size)) {
        return false;
    }
    if (!columnsAreValid(skyscrapers, x, y, size)) {
        return false;
    }
    if (!rowCluesAreValid(skyscrapers, clues, y, size)) {
        return false;
    }
    if (!columnCluesAreValid(skyscrapers, clues, x, size)) {
        return false;
    }
    return true;
}

bool guessSkyscrapers(Board &board, const std::vector<int> &clues,
                      std::size_t x, std::size_t y, std::size_t size)
{
    if (x == size) {
        x = 0;
        y++;
    };
    if (y == size) {
        return true;
    }
    if (board.skyscrapers[y][x] != 0) {
        if (!skyscrapersAreValidPositioned(board.skyscrapers, clues, x, y,
                                           size)) {
            return false;
        }
        if (guessSkyscrapers(board, clues, x + 1, y, size)) {
            return true;
        }
        else {
            return false;
        }
    }

    for (int trySkyscraper = 1;
         trySkyscraper <= static_cast<int>(board.skyscrapers.size());
         ++trySkyscraper) {

        if (board.nopes[y][x].contains(trySkyscraper)) {
            continue;
        }
        board.skyscrapers[y][x] = trySkyscraper;
        if (!skyscrapersAreValidPositioned(board.skyscrapers, clues, x, y,
                                           size)) {
            continue;
        }
        if (guessSkyscrapers(board, clues, x + 1, y, size)) {
            return true;
        }
    }
    board.skyscrapers[y][x] = 0;
    return false;
}

std::vector<std::vector<int>>
SolvePuzzle(const std::vector<int> &clues,
            std::vector<std::vector<int>> startingGrid, int)
{
    assert(clues.size() % 4 == 0);

    std::size_t boardSize = clues.size() / 4;

    auto clueHints = getClueHints(clues, boardSize);

    Board board{boardSize};

    board.insert(clueHints);
    board.insert(startingGrid);

    if (board.isSolved()) {
        return board.skyscrapers;
    }

    guessSkyscrapers(board, clues, 0, 0, board.skyscrapers.size());
    return board.skyscrapers;
}

std::vector<std::vector<int>> SolvePuzzle(const std::vector<int> &clues)
{
    return SolvePuzzle(clues, std::vector<std::vector<int>>{}, 0);
}

} // namespace codewarsbacktracking

1 ответ
1

Используйте более эффективные контейнеры

Есть несколько областей, в которых ваш код можно улучшить, изменив контейнеры, которые вы используете для хранения данных:

Не используйте вложенные std::vectors для 2D-массивов

Вместо std::vector<std::vector<Something>>, использовать std::vector<Something>. Убедитесь, что размер достаточно большой, чтобы вместить такое же количество элементов. Чтобы найти элемент в координатах x, y из N * N вектор, используйте [x + y * N] как индекс массива.

Сохраняйте позиции в едином std::size_t

Вместо того, чтобы пройти x и y координаты отдельно, рассмотрите возможность передачи индекса в плоский вектор, как описано выше. Это сохраняет переменную, а иногда и некоторые вычисления. Например:

if (x == size) {
    x = 0;
    y++;
}
if (y == size) {
    return true;
}

Можно заменить на:

if (++index == size) {
    return true;
}

Эффективно храните информацию в битовых масках

Вместо использования std::unordered_set<int> чтобы запомнить набор позиций, используйте битовая маска. Вы можете использовать std::uint64_t для этого и сможете обрабатывать до 64 размеров, что, я думаю, будет больше, чем вам когда-либо понадобится (возможно, std::uint32_t тоже хватит).

Храните только важные данные в классах

Избегайте хранения избыточных данных в классах. Например, Field ссылается на высоту небоскреба, Nopes, и логическое значение, указывающее, есть ли небоскреб в этом поле. Но вам понадобится только одна битовая маска, как упоминалось выше, чтобы заменить Nopes. Если в битовой маске оставлен только один бит, вы знаете, что это указывает на фактическую высоту небоскреба. Операции с битовыми масками выполняются очень быстро, и за счет уменьшения объема данных, хранимых на одно поле, вы уменьшаете полосу пропускания памяти и увеличиваете вероятность того, что что-то поместится в кеш-память процессора.

Обратите внимание, что в C ++ 20 появился <bit> заголовок, который имеет несколько полезных функций при работе с битовыми масками.

  • Так что, если я правильно понимаю, вы должны использовать только битовую маску для хранения неоплетений и небоскребов. Как и в начале, установите все биты, например, b1111 для n = 4, а когда нет маски, это как b0111.

    – Sandro4912

  • Точно. Вы также можете инвертировать биты, чтобы 1 – нет, и тогда вы можете просто инициализировать все нулями, но я не думаю, что это будет иметь большое значение.

    – Г. Сон

  • Если вы это сделаете if (++index == size) разве вы не пропустите первый элемент в начале поиска с возвратом?

    – Sandro4912

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *