Historia

Indiana Jones estaba explorando una cueva donde se encuentra un tesoro precioso. De repente, ocurrió un terremoto.

Cuando terminó el terremoto, notó que algunas rocas que habían caído del techo bloquearon su camino hacia el tesoro. También notó que podía empujar una piedra, pero como las piedras eran muy pesadas, no podía empujar dos piedras consecutivas .

Su objetivo es ayudar a Indiana Jones a obtener el tesoro. Dado que es muy difícil empujar incluso una sola piedra, la cantidad de empujes es muy importante.

Problema

Encuentre la mejor manera (donde Indiana Jones empuja las piedras lo menos posible), para encontrar el tesoro.

Mapa (entrada)

El mapa es una matriz mby n(ambas mayores que 1) que puede contener cinco tipos de celdas:

• 0 lo que significa la celda en blanco,
• 1 lo que significa la pared
• 2 en el que se encuentra Indiana Jones (solo existe uno),
• 3 en el que se encuentra el tesoro (solo existe uno),
• y 4, lo que significa una roca.

En la primera fila del mapa, la dimensión del mapa se especifica como 4 6, y desde la segunda fila hasta la última fila del mapa, la estructura de la cueva se especifica de esta manera.

110131
104040
100101
200000

Por lo tanto, el mapa completo es:

4 6
110131
104040
100101
200000

lo que significa

El mapa está dado por stdin, un archivo (puede especificar el nombre del archivo) o una matriz en el código que contiene solo la información anterior.

Salida

La cantidad mínima que Indiana Jones debería impulsar. Si no hay tal forma, salida X.

En el caso anterior , puede empujar una piedra en la izquierda hacia arriba, luego puede empujar una piedra en la derecha hacia la derecha para obtener el tesoro. Por lo tanto, la salida en este caso es 2.

Sin embargo. en este caso :

4 6
111131
104040
100101
200000

(mira debajo de la sección) no puede empujar la piedra derecha porque destruirá el tesoro. Además, empujar la piedra izquierda hacia la derecha no cambia nada. Por lo tanto, la salida es X.

Reglas

• Puede moverse solo en cuatro direcciones, arriba, abajo, izquierda y derecha.
• No puede empujar dos piedras consecutivas .
• No puede tirar ninguna piedra, y puede empujar una piedra solo en una dirección ('hacia adelante').
• No puede atravesar paredes. Solo los lugares a los que puede ir son celdas en blanco y la celda del tesoro.
• La piedra no se puede colocar sobre el tesoro. Eso destruirá el tesoro. :(
• No puede salir del mapa.

Metas

Programa que puede manejar la mayoría de los mapas (proporcionados en la sección 'Ejemplo' + otros) en un tiempo razonable (específicamente, 10 segundos) y genera la respuesta correcta gana.

Aquí "otros" significa entradas de ejemplo proporcionadas en las respuestas. Esto significa que debe crear un algoritmo inteligente para que otros programas no puedan resolver mapas que su programa puede resolver, y los mapas resueltos por otros programas pueden ser resueltos por su programa. Sin embargo, poner soluciones en el código no se considerará válido.

Nota

Originalmente era un proyecto de mitad de período de una clase de IA que escuché, solo una cosa era diferente: se decía que solo había dos rocas.

Se dijo que este problema es NP, pero también se dijo que un buen algoritmo heurístico puede resolver el problema de manera bastante eficiente. Utilicé algunas ideas y heurísticas para resolver el problema de manera eficiente, y mi código pudo encontrar todas las soluciones de muestras muy rápidamente (menos de un segundo).

Sin embargo, cuando había más de dos rocas, hubo algunos casos en los que el código no pudo encontrar la respuesta en un tiempo razonable. Tenía algunas ideas, pero algunas de ellas estaban 'equivocadas', y no podía expresar otras ideas al código. Quería ver qué algoritmos inteligentes existen para resolver este problema, así que escribí esto.

Como ya completé el proyecto (por cierto, las imágenes no son mías, busqué en Google), no tiene que preocuparse por eso.

Ejemplos

Se pueden ver ejemplos aquí. También puede ver ejemplos y probar sus resultados aquí (esto debería funcionar en los navegadores modernos). Puede obtener el mapa en el formato descrito anteriormente, escribiendo whatisthis()en la consola JS.

http://bit.sparcs.org/~differ/sokoban/#0 ~ http://bit.sparcs.org/~differ/sokoban/#19 contiene ejemplos que originalmente eran la clase proporcionada.

Resultado

Lo siento, llegué tarde ... bastante en realidad. : P (Era demasiado vago para anotar. Lo siento).

A continuación se muestra el resultado. (X: incorrecto, O: correcto,?: Toma al menos 10 segundos, detenido)

Map#: 0 1 2 3 4 5 12 15 19 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
Ruby: X O O ? O O  O  X  ?  ?  O  ?  ?  ?  ?  ?
Java: O O X O X X  O  O  ?  ?  O  O  O  X  O  O

(Java 19: tardó 25 segundos, el resultado fue correcto). (Usé ruby ​​1.9.3 y javac 1.7.0_13)

Parece que el algoritmo de Java fue realmente mejor. (Por cierto, pensé en un método similar, pero me di cuenta de que existen mapas como el mapa de prueba 5).

Java: un poco más inteligente / más rápido

Un poco de código allí. Intento ser más rápido evaluando los empujes en orden de "cuán probable es que esto libere un camino al tesoro", que en sí mismo se basa en dos recorridos de Dijkstra (uno se detiene al encontrar rocas, el otro ignora las rocas). Está funcionando bastante bien, y el único ejemplo del pastebin que parece ser problemático para el autor se resuelve en aproximadamente 2 segundos con esta implementación. Algunos otros ejemplos toman hasta 30-40 segundos, que todavía encuentro demasiado tiempo, pero no pude encontrar una manera de mejorar eso sin romper las cosas :)

He dividido mis cosas en varios archivos para obtener una mejor estructura (también por qué cambié a Ruby desde Java):

Punto de entrada:

import java.util.Date;    
public class IndianaJones {
    public static void main(final String[] args) throws Exception {
        final Maze maze = new Maze(System.in);
        final Date startAt = new Date();
        final int solution = maze.solve();
        final Date endAt = new Date();
        System.out.printf("Found solution: %s in %d ms.",
                          solution < Integer.MAX_VALUE ? solution : "X",
                          endAt.getTime() - startAt.getTime());
    }
}

Direction helper enum:

enum Direction {
    UP(-1, 0), DOWN(1, 0), LEFT(0, -1), RIGHT(0, 1);

    public final int drow;
    public final int dcol;

    private Direction(final int drow, final int dcol) {
        this.drow = drow;
        this.dcol = dcol;
    }

    public final Direction opposite() {
        switch (this) {
        case UP:
            return DOWN;
        case DOWN:
            return UP;
        case LEFT:
            return RIGHT;
        case RIGHT:
            return LEFT;
        }
        return null;
    }
}

Una clase abstracta para representar una parte ubicada del "laberinto":

abstract class PointOfInterest {
    public final int row;
    public final int col;

    protected PointOfInterest(final int row, final int col) {
        this.row = row;
        this.col = col;
    }

    public final boolean isAt(final int row, final int col) {
        return this.row == row && this.col == col;
    }

    @Override
    public final String toString() {
        return getClass().getSimpleName() + "(" + row + ", " + col + ")";
    }

    @Override
    public final int hashCode() {
        return row ^ col;
    }

    @Override
    public final boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj)
            return true;
        if (!(obj instanceof PointOfInterest))
            return false;
        if (!getClass().equals(obj.getClass()))
            return false;
        final PointOfInterest other = (PointOfInterest) obj;
        return row == other.row && col == other.col;
    }
}

Y finalmente, el laberinto en sí:

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.Arrays;
import java.util.EnumSet;
import java.util.HashSet;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.SortedMap;
import java.util.TreeMap;

public class Maze {
    private static final char WALL = '1';
    private static final char INDY = '2';
    private static final char GOAL = '3';
    private static final char ROCK = '4';

    private final Maze parent;
    private final Set<Maze> visited;
    private final boolean[][] map;
    private final int[][] dijkstra;
    private int[][] dijkstraGhost;
    private String stringValue = null;

    private int shortestSolution = Integer.MAX_VALUE;

    private Goal goal = null;
    private Indy indy = null;
    private Set<Rock> rocks = new HashSet<>();

    private Maze(final Maze parent, final Rock rock, final Direction direction) {
        this.parent = parent;
        this.visited = parent.visited;
        map = parent.map;
        dijkstra = new int[map.length][map[rock.row].length];
        for (final int[] part : dijkstra)
            Arrays.fill(part, Integer.MAX_VALUE);
        goal = new Goal(parent.goal.row, parent.goal.col);
        indy = new Indy(rock.row, rock.col);
        for (final Rock r : parent.rocks)
            if (r == rock)
                rocks.add(new Rock(r.row + direction.drow, r.col + direction.dcol));
            else
                rocks.add(new Rock(r.row, r.col));
        updateDijkstra(goal.row, goal.col, 0, true);
    }

    public Maze(final InputStream is) {
        this.parent = null;
        this.visited = new HashSet<>();
        try (final BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is))) {
            String line = br.readLine();
            final String[] sizeParts = line.split(" ");
            final int height = Integer.parseInt(sizeParts[0]);
            final int width = Integer.parseInt(sizeParts[1]);
            map = new boolean[height][width];
            dijkstra = new int[height][width];

            int row = 0;
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                for (int col = 0; col < line.length(); col++) {
                    final char c = line.charAt(col);
                    map[row][col] = c == WALL;
                    dijkstra[row][col] = Integer.MAX_VALUE;
                    if (c == INDY) {
                        if (indy != null)
                            throw new IllegalStateException("Found a second indy!");
                        indy = new Indy(row, col);
                    } else if (c == GOAL) {
                        if (goal != null)
                            throw new IllegalStateException("Found a second treasure!");
                        goal = new Goal(row, col);
                    } else if (c == ROCK) {
                        rocks.add(new Rock(row, col));
                    }
                }
                row++;
            }

            updateDijkstra(goal.row, goal.col, 0, true);
        } catch (final IOException ioe) {
            throw new RuntimeException("Could not read maze from InputStream", ioe);
        }
    }

    public int getShortestSolution() {
        Maze ptr = this;
        while (ptr.parent != null)
            ptr = ptr.parent;
        return ptr.shortestSolution;
    }

    public void setShortestSolution(int shortestSolution) {
        Maze ptr = this;
        while (ptr.parent != null)
            ptr = ptr.parent;
        ptr.shortestSolution = Math.min(ptr.shortestSolution, shortestSolution);
    }

    private final boolean isRepeat(final Maze maze) {
        return this.visited.contains(maze);
    }

    private final void updateDijkstra(final int row, final int col, final int value, final boolean force) {
        if (row < 0 || col < 0 || row >= dijkstra.length || col >= dijkstra[row].length)
            return;
        if (map[row][col] || isRockPresent(row, col))
            return;
        if (dijkstra[row][col] <= value && !force)
            return;

        dijkstra[row][col] = value;
        updateDijkstra(row - 1, col, value + 1, false);
        updateDijkstra(row + 1, col, value + 1, false);
        updateDijkstra(row, col - 1, value + 1, false);
        updateDijkstra(row, col + 1, value + 1, false);
    }

    private final void updateDijkstraGhost(final int row, final int col, final int value, final boolean force) {
        if (row < 0 || col < 0 || row >= dijkstra.length || col >= dijkstra[row].length)
            return;
        if (map[row][col] || isRockPresent(row, col))
            return;
        if (dijkstraGhost[row][col] <= value && !force)
            return;

        dijkstraGhost[row][col] = value;
        updateDijkstraGhost(row - 1, col, value + 1, false);
        updateDijkstraGhost(row + 1, col, value + 1, false);
        updateDijkstraGhost(row, col - 1, value + 1, false);
        updateDijkstraGhost(row, col + 1, value + 1, false);
    }

    private final int dijkstraScore(final int row, final int col) {
        if (row < 0 || col < 0 || row >= dijkstra.length || col >= dijkstra[row].length)
            return Integer.MAX_VALUE;
        return dijkstra[row][col];
    }

    private final int dijkstraGhostScore(final int row, final int col) {
        if (dijkstraGhost == null) {
            dijkstraGhost = new int[map.length][map[indy.row].length];
            for (final int[] part : dijkstraGhost)
                Arrays.fill(part, Integer.MAX_VALUE);
            updateDijkstraGhost(goal.row, goal.col, 0, true);
        }
        if (row < 0 || col < 0 || row >= dijkstra.length || col >= dijkstra[row].length)
            return Integer.MAX_VALUE;
        return dijkstraGhost[row][col];
    }

    private boolean isRockPresent(final int row, final int col) {
        for (final Rock rock : rocks)
            if (rock.isAt(row, col))
                return true;
        return false;
    }

    public boolean isEmpty(final int row, final int col) {
        if (row < 0 || col < 0 || row >= map.length || col >= map[row].length)
            return false;
        return !map[row][col] && !isRockPresent(row, col) && !goal.isAt(row, col);
    }

    public int solve() {
        return solve(0);
    }

    private int solve(final int currentDepth) {
        System.out.println(toString());
        visited.add(this);
        if (isSolved()) {
            setShortestSolution(currentDepth);
            return 0;
        }
        if (currentDepth >= getShortestSolution()) {
            System.out.println("Aborting at depth " + currentDepth + " because we know better: "
                               + getShortestSolution());
            return Integer.MAX_VALUE;
        }
        final Map<Rock, Set<Direction>> nextTries = indy.getMoveableRocks();
        int shortest = Integer.MAX_VALUE - 1;
        for (final Map.Entry<Rock, Set<Direction>> tries : nextTries.entrySet()) {
            final Rock rock = tries.getKey();
            for (final Direction dir : tries.getValue()) {
                final Maze next = new Maze(this, rock, dir);
                if (!isRepeat(next)) {
                    final int nextSolution = next.solve(currentDepth + 1);
                    if (nextSolution < shortest)
                        shortest = nextSolution;
                }
            }
        }
        return shortest + 1;
    }

    public boolean isSolved() {
        return indy.canReachTreasure();
    }

    @Override
    public String toString() {
        if (stringValue == null) {
            final StringBuilder out = new StringBuilder();
            for (int row = 0; row < map.length; row++) {
                if (row == 0) {
                    out.append('\u250C');
                    for (int col = 0; col < map[row].length; col++)
                        out.append('\u2500');
                    out.append("\u2510\n");
                }
                out.append('\u2502');
                for (int col = 0; col < map[row].length; col++) {
                    if (indy.isAt(row, col))
                        out.append('*');
                    else if (goal.isAt(row, col))
                        out.append("$");
                    else if (isRockPresent(row, col))
                        out.append("@");
                    else if (map[row][col])
                        out.append('\u2588');
                    else
                        out.append(base64(dijkstra[row][col]));
                }
                out.append("\u2502\n");
                if (row == map.length - 1) {
                    out.append('\u2514');
                    for (int col = 0; col < map[row].length; col++)
                        out.append('\u2500');
                    out.append("\u2518\n");
                }
            }
            stringValue = out.toString();
        }
        return stringValue;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj)
            return true;
        if (!obj.getClass().equals(getClass()))
            return false;
        final Maze other = (Maze) obj;
        if (other.map.length != map.length)
            return false;
        for (int row = 0; row < map.length; row++) {
            if (other.map[row].length != map[row].length)
                return false;
            for (int col = 0; col < map[row].length; col++)
                if (other.map[row][col] != map[row][col])
                    return false;
        }
        return indy.equals(other.indy) && rocks.equals(other.rocks) && goal.equals(other.goal);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return getClass().hashCode() ^ indy.hashCode() ^ goal.hashCode() ^ rocks.hashCode();
    }

    private final class Goal extends PointOfInterest {
        public Goal(final int row, final int col) {
            super(row, col);
        }
    }

    private final class Indy extends PointOfInterest {
        public Indy(final int row, final int col) {
            super(row, col);
        }

        public boolean canReachTreasure() {
            return dijkstraScore(row, col) < Integer.MAX_VALUE;
        }

        public SortedMap<Rock, Set<Direction>> getMoveableRocks() {
            final SortedMap<Rock, Set<Direction>> out = new TreeMap<>();
            @SuppressWarnings("unchecked")
            final Set<Direction> checked[][] = new Set[map.length][map[row].length];
            lookForRocks(out, checked, row, col, null);
            return out;
        }

        private final void lookForRocks(final Map<Rock, Set<Direction>> rockStore,
                                        final Set<Direction>[][] checked,
                                        final int row,
                                        final int col,
                                        final Direction comingFrom) {
            if (row < 0 || col < 0 || row >= checked.length || col >= checked[row].length)
                return;
            if (checked[row][col] == null)
                checked[row][col] = EnumSet.noneOf(Direction.class);
            if (checked[row][col].contains(comingFrom))
                return;
            for (final Rock rock : rocks) {
                if (rock.row == row && rock.col == col) {
                    if (rock.canBeMoved(comingFrom) && rock.isWorthMoving(comingFrom)) {
                        if (!rockStore.containsKey(rock))
                            rockStore.put(rock, EnumSet.noneOf(Direction.class));
                        rockStore.get(rock).add(comingFrom);
                    }
                    return;
                }
            }
            if (comingFrom != null)
                checked[row][col].add(comingFrom);
            for (final Direction dir : Direction.values())
                if (comingFrom == null || dir != comingFrom.opposite())
                    if (isEmpty(row + dir.drow, col + dir.dcol) || isRockPresent(row + dir.drow, col + dir.dcol))
                        lookForRocks(rockStore, checked, row + dir.drow, col + dir.dcol, dir);
        }
    }

    private final class Rock extends PointOfInterest implements Comparable<Rock> {
        public Rock(final int row, final int col) {
            super(row, col);
        }

        public boolean canBeMoved(final Direction direction) {
            return isEmpty(row + direction.drow, col + direction.dcol);
        }

        public boolean isWorthMoving(final Direction direction) {
            boolean worthIt = false;
            boolean reachable = false;
            int emptyAround = 0;
            for (final Direction dir : Direction.values()) {
                reachable |= (dijkstraScore(row, col) < Integer.MAX_VALUE);
                emptyAround += (isEmpty(row + dir.drow, col + dir.dcol) ? 1 : 0);
                if (dir != direction && dir != direction.opposite()
                    && dijkstraScore(row + dir.drow, col + dir.dcol) < Integer.MAX_VALUE)
                    worthIt = true;
            }
            return (emptyAround < 4) && (worthIt || !reachable);
        }

        public int proximityIndice() {
            final int ds = min(dijkstraScore(row - 1, col),
                               dijkstraScore(row + 1, col),
                               dijkstraScore(row, col - 1),
                               dijkstraScore(row, col + 1));
            if (ds < Integer.MAX_VALUE)
                return ds;
            else
                return min(dijkstraGhostScore(row - 1, col),
                           dijkstraGhostScore(row + 1, col),
                           dijkstraGhostScore(row, col - 1),
                           dijkstraGhostScore(row, col + 1));
        }

        @Override
        public int compareTo(Rock o) {
            return new Integer(proximityIndice()).compareTo(o.proximityIndice());
        }
    }

    private static final char base64(final int i) {
        if (i >= 0 && i <= 9)
            return (char) ('0' + i);
        else if (i < 36)
            return (char) ('A' + (i - 10));
        else
            return ' ';
    }

    private static final int min(final int i1, final int i2, final int... in) {
        int min = Math.min(i1, i2);
        for (final int i : in)
            min = Math.min(min, i);
        return min;
    }
}

Ruby - Enorme y arruinado

Implementación algo ingenua que las fuerzas brutas atraviesan el laberinto. No es súper rápido en algunos (no tan) casos extraños. Se puede mejorar encontrando mejores heurísticas que simplemente "si está más cerca del tesoro, primero queremos investigar", pero las ideas generales están ahí.

También le mostrará cómo Indiana consiguió el tesoro en caso de que pueda, eso es una ventaja.

EMPTY = '0'
WALL = '1'
INDY = '2'
GOAL = '3'
ROCK = '4'

map=%q|8 8
00001000
00000100
00000010
00000010
03004040
10000010
10000100
10000102|

def deep_dup(arr)
  dupl = arr.dup
  (0..dupl.size-1).to_a.each do |i|
    dupl[i] = dupl[i].dup
  end
  return dupl
end

class Map
  @@visited = []
  attr_reader :mapdata, :indy_r, :indy_c, :prev

  def self.parse(str)
    lines = str.split("\n")
    mapdata = []
    indy_r = -1
    indy_c = -1
    lines[1..-1].each_with_index do |line, idx|
      row = ((mapdata ||= [])[idx] ||= [])
      line.split(//).each_with_index do |c, cidx|
        if c==INDY
          indy_r = idx
          indy_c = cidx
          row[cidx] = EMPTY
        else
          row[cidx] = c
        end
      end
    end
    return Map.new(mapdata, indy_r, indy_c)
  end

  def initialize(mapdata, indy_r, indy_c, prev = nil, pushed = false)
    @mapdata = mapdata
    @mapdata.freeze
    @mapdata.each {|x| x.freeze}
    @indy_r = indy_r
    @indy_c = indy_c
    @prev = prev
    @pushed = pushed
  end

  def visit!
    @@visited << self
  end

  def visited?
    @@visited.include?(self)
  end

  def pushes
    pushes = @pushed ? 1 : 0
    if @prev
      pushes += @prev.pushes
    end
    return pushes
  end

  def history
    return @prev ? [email protected] : 0
  end

  def next_maps
    maps = []
    [[-1, 0], [1, 0], [0, -1], [0, 1]].each do |dr, dc|
      new_i_r = self.indy_r + dr
      new_i_c = self.indy_c + dc
      if new_i_r >= 0 && new_i_r < @mapdata.size && new_i_c >= 0 && new_i_c < @mapdata[0].size
        new_map = nil
        pushed = false
        case @mapdata[new_i_r][new_i_c]
        when EMPTY, GOAL then new_map = @mapdata
        when ROCK then
          if @mapdata[new_i_r+dr] && @mapdata[new_i_r+dr][new_i_c+dc] == EMPTY
            new_map = deep_dup(@mapdata)
            new_map[new_i_r][new_i_c] = EMPTY
            new_map[new_i_r+dr][new_i_c+dc] = ROCK
            pushed = true
          end
        end
        if new_map && !@@visited.include?(new_map = Map.new(new_map, new_i_r, new_i_c, self, pushed))
          maps << new_map
        end
      end
    end
    return maps
  end

  def wins?
    return @mapdata[@indy_r][@indy_c] == GOAL
  end

  def to_s
    str = ''
    @mapdata.each_with_index do |row, r|
      row.each_with_index do |col, c|
        if r == @indy_r and c == @indy_c then
          str += 'I'
        else
          case col
          when EMPTY then str += '_'
          when WALL then str+= '#'
          when ROCK then str += 'O'
          when GOAL then str += '$'
          end
        end
      end
      str += "\n"
    end
    return str
  end

  def ==(other)
    return (self.mapdata == other.mapdata) &&
      (self.indy_r == other.indy_r) &&
      (self.indy_c == other.indy_c)
  end

  def dist_to_treasure
    if @distance.nil?
      @mapdata.each_with_index do |r, ri|
        r.each_with_index do |c, ci|
          if c == GOAL
            @distance = Math.sqrt((ri - @indy_r)**2 + (ci - @indy_c)**2)
            return @distance
          end
        end
      end
    end
    return @distance
  end

  def <=>(other)
    dist_diff = self.dist_to_treasure <=> other.dist_to_treasure
    if dist_diff != 0
      return dist_diff
    else
      return self.pushes <=> other.pushes
    end
  end
end

scored = nil
root = Map.parse(map)
to_visit = [root]
until to_visit.empty?
  state = to_visit.pop
  next if state.visited?
  if state.wins? && (scored.nil? || scored.pushes > state.pushes)
    scored = state
  end
  state.visit!
  to_visit += state.next_maps
  to_visit.reject! {|x| x.visited? || (scored && scored.pushes <= x.pushes) }
  to_visit.sort!
  to_visit.reverse!
end

puts scored ? scored.pushes : 'X'
exit(0) unless scored
steps = [scored]
curr = scored
while curr = curr.prev
  steps << curr
end
puts "\nDetails of the path:"
steps.reverse.each_with_index do |step, idx|
  puts "Step ##{idx} (history: #{step.history}, pushes so far: #{step.pushes})"
  puts step
  puts
end

Editar: Pensé en formas de posiblemente mejorar considerablemente el rendimiento de esto en situaciones no obvias (donde actualmente chupa huevos verdes) dejando caer una evaluación de movimiento simple (por ejemplo, solo me importa cuando Indy empuja rocas y / o llega al tesoro). Probablemente actualizaré el código más tarde, una vez que haya tenido tiempo de implementarlo.

C ++ 14 de 16

El algoritmo es ineficiente y necesita mucha memoria. Además, no podía permitirme el tiempo para ordenarlo, pero lo haré cuando tenga más tiempo;) Un punto interesante es que mi algoritmo falla en los mismos mapas de prueba que el interrogador. En mi antiguo cuaderno, el proceso comienza a cambiar por los mapas T4 y T6. El mapa 3 lleva bastante tiempo, pero se resuelve a tiempo. Todos los demás se resuelven casi al instante. Así que tendré que descubrir cómo resolver T4 y T6 y probar el algoritmo en una máquina con más memoria. Eventualmente puedo resolver T4 y T6 allí. Mantendré la publicación actualizada ...

A continuación se muestra el resultado. (X: incorrecto, O: correcto,?: Toma al menos 10 segundos, detenido)

Map#         : 0 1 2 3 4 5 12 15 19 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
C++  (foobar): O O O O O O  O  O  O  O  O  O  ?  O  ?  O
Ruby (Romain): X O O ? O O  O  X  ?  ?  O  ?  ?  ?  ?  ?
Java (Romain): O O X O X X  O  O  ?  ?  O  O  O  X  O  O

Como el código fuente es bastante largo y no es realmente agradable de leer ... Básicamente solo busca todas las rocas que Indiana Jones puede alcanzar. Para las rocas a las que se puede llegar, almacena la información en qué direcciones se puede mover. Entonces se crea una lista de posibles movimientos para el mapa actual. Para cada uno de estos posibles movimientos, se crea una copia del mapa y se aplica el movimiento. Para los mapas recién creados, el algoritmo verificará nuevamente qué movimientos se pueden aplicar ... Esto se hace hasta que no sea posible realizar más movimientos o se encuentre un camino hacia el cofre del tesoro. Como el algoritmo primero intenta todos los movimientos que solo tomarían un movimiento para llegar al cofre, luego todo lo que tomaría dos, y así sucesivamente ... la primera forma encontrada también es automáticamente la más corta. Para evitar bucles, el algoritmo recuerda para cada mapa qué movimientos podrían aplicarse. Si se crea otro mapa que da como resultado una lista de movimientos que ya se encontraron anteriormente, entonces se descartan en silencio, ya que ya se están procesando. Desafortunadamente, no es posible ejecutar cada movimiento solo una vez, ya que podría haber mapas que requieren que una roca se mueva sobre el mismo campo varias veces. De lo contrario, podría ahorrar mucha memoria. Además, para resolver mapas como el mapa 3 a tiempo, el algoritmo ignora todas las rocas que se pueden caminar ... Entonces, en el mapa 3, la roca en el medio de la nada se moverá, pero solo hasta que no haya más paredes a su alrededor. El código se puede compilar con g ++ --std = c ++ 0x con g ++ versión 4.4.3 o posterior. No es posible ejecutar cada movimiento solo una vez, ya que podría haber mapas que requieran que una roca se mueva sobre el mismo campo varias veces. De lo contrario, podría ahorrar mucha memoria. Además, para resolver mapas como el mapa 3 a tiempo, el algoritmo ignora todas las rocas que se pueden caminar ... Entonces, en el mapa 3, la roca en el medio de la nada se moverá, pero solo hasta que no haya más paredes a su alrededor. El código se puede compilar con g ++ --std = c ++ 0x con g ++ versión 4.4.3 o posterior. No es posible ejecutar cada movimiento solo una vez, ya que podría haber mapas que requieran que una roca se mueva sobre el mismo campo varias veces. De lo contrario, podría ahorrar mucha memoria. Además, para resolver mapas como el mapa 3 a tiempo, el algoritmo ignora todas las rocas que se pueden caminar ... Entonces, en el mapa 3, la roca en el medio de la nada se moverá, pero solo hasta que no haya más paredes a su alrededor. El código se puede compilar con g ++ --std = c ++ 0x con g ++ versión 4.4.3 o posterior. pero solo hasta que no haya más paredes a su alrededor. El código se puede compilar con g ++ --std = c ++ 0x con g ++ versión 4.4.3 o posterior. pero solo hasta que no haya más paredes a su alrededor. El código se puede compilar con g ++ --std = c ++ 0x con g ++ versión 4.4.3 o posterior.

#include <vector>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <sstream>
#include <unordered_set>
#include <utility>

enum class dir : char {
    up, down, left, right
};

enum class field : char {
    floor, wall, indiana, treasure, rock, border, visited
};

class pos {
    private:
        int x, y;
        field f_type;


    public:
        pos() : x{-1}, y{-1}, f_type{field::border} {}
        pos(int x, int y, field f_type) : x{x}, y{y}, f_type{f_type} {}

        const field& get() {
            return f_type;
        }

        friend class map;
        friend class move;

        bool operator==(const pos& other) const {
            return x == other.x && y == other.y && f_type == other.f_type;
        }
};

class move {
    private:
        pos position;
        dir direction;

    public:
        move(pos& position, dir&& direction) : position(position), direction(direction) {}

        bool operator==(const move& other) const {
            return position == other.position && direction == other.direction;
        }

        int int_value() const {
            return static_cast<char>(direction) + position.x + position.y + static_cast<char>(position.f_type);
        }

        std::string str() const;

        friend class map;
};

std::string move::str() const {
    std::string direction_str;
    switch(direction) {
        case dir::up: direction_str = "up"; break;
        case dir::down: direction_str = "down"; break;
        case dir::left: direction_str = "left"; break;
        case dir::right: direction_str = "right"; break;
    }
    std::ostringstream oss{};
    oss << "move x" << position.x << " y" << position.y << " " << direction_str;
    return oss.str();
}

std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const move& move_object) {
    return os << move_object.str();
}


namespace std {
    template<> struct hash< ::move> {
        size_t operator()(const ::move& o) const {
            return hash<int>()(o.int_value());
        }
    };
}


class constellation {
    private:
        const std::unordered_set<move> moves;

    public:
        constellation(const std::unordered_set<move>& moves) : moves(moves) {}

        bool operator==(const constellation& other) const {
            if (moves.size() != other.moves.size()) return false;
            for (auto i = moves.begin(); i != moves.end(); ++i) {
                if (!other.moves.count(*i)) return false;
            }
            return true;
        }

        int int_value() const {
            int v = 0;
            for (auto i = moves.begin(); i != moves.end(); ++i) {
                v += i->int_value();
            }
            return v;
        }
};

namespace std {
    template<> struct hash< ::constellation> {
        size_t operator()(const ::constellation& o) const {
            return hash<int>()(o.int_value());
        }
    };
}


class map {

    private:
        pos* previous;
        pos start, border;
        std::vector< std::vector<pos> > rep;
        void init(const std::string&);

    public:
        map(std::istream& input) : previous{} {
            init(static_cast<std::stringstream const&>(std::stringstream() << input.rdbuf()).str());
        }

        map& move(const move& m) {
            pos source = m.position;
            pos& target = get(source, m.direction);
            target.f_type = source.f_type;
            source.f_type = field::indiana;
            rep[start.y][start.x].f_type = field::floor;
            start = source;
            rep[start.y][start.x].f_type = field::indiana;
            return *this;
        }

        std::string str() const;

        pos& get() { return start; }

        pos& get(pos& position, const dir& direction) {
            int tx = position.x, ty = position.y;
            switch(direction) {
                case dir::up: --ty; break;
                case dir::down: ++ty; break;
                case dir::left: --tx; break;
                case dir::right: ++tx; break;
            }
            previous = &position;
            if (tx >= 0 && ty >= 0 && static_cast<int>(rep.size()) > ty && static_cast<int>(rep[ty].size()) > tx) {
                pos& tmp = rep[ty][tx];
                return tmp;
            }
            border.x = tx;
            border.y = ty;
            return border;
        }

        pos& prev() {
            return *previous;
        }

        void find_moves(std::unordered_set< ::move>& moves, bool& finished) {
            map copy = *this;
            auto& rep = copy.rep;
            bool changed = true;

            while (changed) {
                changed = false;
                for (auto row = rep.begin(); row != rep.end(); ++row) {
                    for (auto col = row->begin(); col != row->end(); ++col) {
                        // check if the field is of interest
                        if (col->f_type == field::floor || col->f_type == field::treasure || col->f_type == field::rock) {
                            // get neighbours
                            pos& up = copy.get(*col, dir::up);
                            pos& down = copy.get(*col, dir::down);
                            pos& left = copy.get(*col, dir::left);
                            pos& right = copy.get(*col, dir::right);
                            // ignore uninteresting rocks
                            if (col->f_type == field::rock && (up.f_type == field::floor || up.f_type == field::indiana || up.f_type == field::visited) && (down.f_type == field::floor || down.f_type == field::indiana || down.f_type == field::visited) && (left.f_type == field::floor || left.f_type == field::indiana || left.f_type == field::visited) && (right.f_type == field::floor || right.f_type == field::indiana || right.f_type == field::visited)) {
                                pos& upper_left = copy.get(up, dir::left);
                                pos& lower_left = copy.get(down, dir::left);
                                pos& upper_right = copy.get(up, dir::right);
                                pos& lower_right = copy.get(down, dir::right);
                                if ((upper_left.f_type == field::floor || upper_left.f_type == field::indiana || upper_left.f_type == field::visited) && (lower_left.f_type == field::floor || lower_left.f_type == field::indiana || lower_left.f_type == field::visited) && (upper_right.f_type == field::floor || upper_right.f_type == field::indiana || upper_right.f_type == field::visited) && (lower_right.f_type == field::floor || lower_right.f_type == field::indiana || lower_right.f_type == field::visited)) {
                                    continue;
                                }
                            }
                            // check if the field can be reached
                            if (up.f_type == field::visited || up.f_type == field::indiana) {
                                if (col->f_type == field::rock && (down.f_type == field::visited || down.f_type == field::floor || down.f_type == field::indiana)) {
                                    auto insertion = moves.insert( ::move(*col, dir::down));
                                    if (insertion.second) {
                                        changed = true;
                                    }
                                }
                                else if (col->f_type == field::floor) {
                                    changed = true;
                                    col->f_type = field::visited;
                                }
                                else if (col->f_type == field::treasure) {
                                    finished = true;
                                    return;
                                }
                            }
                            if (down.f_type == field::visited || down.f_type == field::indiana) {
                                if (col->f_type == field::rock && (up.f_type == field::visited || up.f_type == field::floor || up.f_type == field::indiana)) {
                                    auto insertion = moves.insert( ::move(*col, dir::up));
                                    if (insertion.second) {
                                        changed = true;
                                    }
                                }
                                else if (col->f_type == field::floor) {
                                    changed = true;
                                    col->f_type = field::visited;
                                }
                                else if (col->f_type == field::treasure) {
                                    finished = true;
                                    return;
                                }
                            }
                            if (left.f_type == field::visited || left.f_type == field::indiana) {
                                if (col->f_type == field::rock && (right.f_type == field::visited || right.f_type == field::floor || right.f_type == field::indiana)) {
                                    auto insertion = moves.insert( ::move(*col, dir::right));
                                    if (insertion.second) {
                                        changed = true;
                                    }
                                }
                                else if (col->f_type == field::floor) {
                                    changed = true;
                                    col->f_type = field::visited;
                                }
                                else if (col->f_type == field::treasure) {
                                    finished = true;
                                    return;
                                }
                            }
                            if (right.f_type == field::visited || right.f_type == field::indiana) {
                                if (col->f_type == field::rock && (left.f_type == field::visited || left.f_type == field::floor || left.f_type == field::indiana)) {
                                    auto insertion = moves.insert( ::move(*col, dir::left));
                                    if (insertion.second) {
                                        changed = true;
                                    }
                                }
                                else if (col->f_type == field::floor) {
                                    changed = true;
                                    col->f_type = field::visited;
                                }
                                else if (col->f_type == field::treasure) {
                                    finished = true;
                                    return;
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }

};

void map::init(const std::string& in) {
    bool first = true;

    for(auto i = in.begin(); i != in.end(); ++i) {
        if (*i == '\n') {
           first = false;
            rep.push_back({});
            continue;
        }
        else if (first) continue;

        field tmp(static_cast<field>(*i - '0'));
        pos current(rep.back().size(), rep.size() - 1, tmp);
        switch(tmp) {
            case field::indiana:
                start = current;
            case field::floor:
            case field::wall:
            case field::treasure:
            case field::rock:
                rep.back().push_back(current);
                break;
            default: std::cerr << "Invalid field value '" << (char) (static_cast<char>(tmp) + 48) << '\'' << std::endl;
        }
    }
}

std::string map::str() const {
    std::string t{};
    for (auto row = rep.begin(); row != rep.end(); ++row) {
        for (auto col = row->begin(); col != row->end(); ++col) {
            t += static_cast<char>(col->f_type) + '0';
        }
        t += '\n';
    }
    return t;
}

std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const map& map_object) {
    return os << map_object.str();
}

int solve(map&& data) {
    int moves_taken = -1;
    bool finished = false;
    std::vector<map> current_maps{data}, next_maps;
    std::unordered_set<constellation> known_constellations;

    while (!finished && !current_maps.empty()) {
        for (auto i = current_maps.begin(); i != current_maps.end(); ++i) {
            std::unordered_set<move> moves;
            i->find_moves(moves, finished);
            auto result = known_constellations.insert(constellation(moves));
            if (!result.second) {
                continue; // this map constellation was already seen. prevent loops...
            }

            if (finished) break;
            for (auto m = moves.begin(); m != moves.end(); ++m) {
                map map_copy = *i;
                map_copy.move(*m);
                next_maps.push_back(map_copy);
            }


        }
        ++moves_taken;
        current_maps = std::move(next_maps);
    }
    if (!finished && current_maps.empty()) return -1;
    return moves_taken;
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    map data{std::cin};

    int moves_taken = solve(std::move(data));
    if (moves_taken == -1) std::cout << "X" << std::endl;
    else std::cout << moves_taken << std::endl;

    return 0;
}

Editar: el programa toma su entrada de stdin e ignora la primera línea que contiene el tamaño del mapa. Comprueba si solo se usan los caracteres permitidos en el mapa, pero no verifica que solo haya un Indiana Jones y un cofre del tesoro. Por lo tanto, es posible colocar más de uno y los movimientos mínimos necesarios para alcanzar uno de los cofres se imprimen en stdout. Se omiten los caracteres no válidos en el mapa y el programa intentará calcular la menor cantidad de movimientos para el mapa resultante. El cálculo comenzará cuando stdin esté cerrado (en mi sistema ctrl + d).