Задача: Города

[m1st]

Широко известна игра "Города". Называется какой-нибудь город, допустим, "Саратов". Кончается на "в", значит требуется назвать другой город, у которого в названии первая буква "в". Это может быть "Воронеж". Следующий город должен начинаться на "ж" и т.д. Запрещено повторять название городов. Надо написать программу, которая из набора названий городов (все названия разные) строит цепочку максимальной длины.

Если алгоритм берет последнюю букву на которую нет города, то падает NullPointerException.
Как скипануть этот случай?

часть 1

package olympicexercises;

import java.util.*;
import java.io.*;

public class CitiesSolver {
    final static List<String> cities = new ArrayList<String>();
    static Set<String> citiesSet;

    /**
     * Получение первой буквы для сравнения
     * @param city - город для выбора первой буквы
     * @return первая буква
     */
    public static Character getFirstChar(String city) {
        return city.charAt(0);
    }

    /**
     * Получение последней буквы для сравнения
     * @param city - город для выбора последней буквы
     * @return последняя буква
     */
    public static Character getLastChar(String city) {
        int pos = city.length() - 1;
        char lastChar = city.toUpperCase().charAt(pos);
        if (city.toUpperCase().charAt(pos) == 'Й') {
            return 'И';
        }
        else if (lastChar == 'Ь' || lastChar == 'Ы' || lastChar == 'Ъ') {
            pos--;
        }
        return city.toUpperCase().charAt(pos);
    }

    public static List<String> findLongestChain(Set<String> cities) {
        Map<Character, Set<String>> citiesIndex = createIndex(cities);
        return findLongestChain(citiesIndex);
    }

    /**
     * Рекурсия обхода дерева
     * @param citiesIndex коллекция городов для поиска
     * @return наиболее длинная цепочка из всех цепочек городов
     */
    private static List<String> findLongestChain(Map<Character, Set<String>> citiesIndex) {
        List<String> chain = new ArrayList<String>(0);
        for (Character firstChar : citiesIndex.keySet()) {
            List<String> newChain = findLongestChain(citiesIndex, firstChar);
            if (chain.size() < newChain.size()) {
                chain = newChain;
            }
        }
        return chain;
    }

[m1st]

    /**
     * Рекурсия обхода дерева
     * @param citiesIndex коллекция городов для поиска
     * @param firstChar первая буква для поиска города
     * @return цепочки городов
     */
    private static List<String> findLongestChain(Map<Character, Set<String>> citiesIndex, Character firstChar) {
        List<String> chain = new ArrayList<String>(0);
        for (String city : citiesIndex.get(firstChar)) {
            Map<Character, Set<String>> index = cloneIndex(citiesIndex); // работаем с копией коллекции городов
            index.get(firstChar).remove(city); // удаляем использованный город
            List<String> newChain = new ArrayList<String>(); // инициализация массива цепочки городов
            newChain.add(city); // добавление города в цепочку
            newChain.addAll(findLongestChain(index, getLastChar(city))); // добавление наиболее перспективных городов в цепочку
          if (chain.size() < newChain.size()) {  // выход из рекурсии
              chain = newChain;
          }
        }
        return chain;
    }

    /**
     * Создание копии коллекции городов
     * @param citiesIndex коллекция городов для копии
     * @return копия коллекции городов
     */
    private static Map<Character, Set<String>> cloneIndex(Map<Character, Set<String>> citiesIndex) {
        Map<Character, Set<String>> newIndex = new HashMap<Character, Set<String>>();
        for (Character key : citiesIndex.keySet()) {
            newIndex.put(key, new HashSet<String>(citiesIndex.get(key)));
        }
        return newIndex;
    }

    /**
     * Инициализация коллекции городов
     * @param cities города для инициализации
     * @return коллекция городов
     */
    private static Map<Character, Set<String>> createIndex(Set<String> cities) {
        Map<Character, Set<String>> index = new HashMap<Character, Set<String>>();
        for (String city : cities) {
            Set<String> cs = index.get(getFirstChar(city));
            if (cs == null) index.put(getFirstChar(city), cs = new HashSet<String>());
            cs.add(city);
        }
        return index;
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        // Загрузим города из файла
        final BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader("src/olympicexercises/cities2.txt"));
        for(String city; (city = in.readLine()) != null;) {
                cities.add(city); // и сложим все имена в этот массив
        }
        in.close();

        // Инициализация коллекции городов для поиска
        // key - первая буква города, value - имена городов начинающихся на эту букву
        Map<Character, Set<String>> citiesIndex = new HashMap<Character, Set<String>>();
        for (String city : cities) {
            citiesSet = citiesIndex.get(getFirstChar(city));
            if (citiesSet == null) {
            citiesSet = new TreeSet<String>();
            }
            citiesSet.add(city);
            citiesIndex.put(getFirstChar(city), citiesSet);
        }
        System.out.println("Список городов ("+ cities.size() + "): " + citiesIndex);
        System.out.println("--");

        for (String city : cities) {
            char firstChar = getLastChar(city);
            System.out.println("Корень дерева = " + city + ". Поиск города на '" + firstChar + "'.");
            List<String> longestChain = findLongestChain(citiesIndex, firstChar);
            System.out.println("Цепочка максимальной длины (" + longestChain.size() + "): " + longestChain + "\n--");
        }
        
        List<String> maxChain = findLongestChain(citiesIndex);
        System.out.println("Самая длинная из цепочек (" + maxChain.size() + "): " + maxChain);
    }
}

[ssdm]

Ну как я понял надо словить это исключение и обработать нужным тебе образом.

[m1st]

использую try{}catch{}.

Допустим, существует набор городов "Абв", "Акв", "Вба": для данного набора городов возможны два варианта решения и в моем алгоритме будут вычеслены обе цепочки (хотя это не нужно), как оптимизировать алгоритм так чтобы при таком раскладе вычислялась только одна цепочка (не важно какая)?

Как оптимизировать решения для городов с одинаковыми первой и последней буквой ("Анапа")?

package olympicexercises;

import java.util.*;
import java.io.*;


public class CitiesSolver
{
  /**
   * Получение первой буквы для сравнения
   *
   * @param city - город для выбора первой буквы
   * @return первая буква
   */
  public static Character getFirstChar(String city)
  {
    return city.charAt(0);
  }


  /**
   * Получение последней буквы для сравнения, с пропуском "неправильных" букв
   *
   * @param city - город для выбора последней буквы
   * @return последняя буква
   */
  public static Character getLastChar(String city)
  {
    int pos = city.length() - 1;
    char lastChar = city.toUpperCase().charAt(pos);
    if (city.toUpperCase().charAt(pos) == 'Й') {
      return 'И';
    }
    else if (lastChar == 'Ь' || lastChar == 'Ы' || lastChar == 'Ъ') {
      pos--;
    }
    return city.toUpperCase().charAt(pos);
  }


  /**
   * Рекурсия обхода дерева
   *
   * @param cities - набор городов для инициализации коллекции
   * @return наиболее длинная цепочка из всех цепочек городов
   */
  public static List<String> findLongestChain(Set<String> cities)
  {
    Map<Character, Set<String>> citiesIndex = createIndex(cities);
    return findLongestChain(citiesIndex);
  }


  /**
   * Рекурсия обхода дерева
   *
   * @param citiesIndex - коллекция городов для поиска
   * @return наиболее длинная цепочка из всех цепочек городов
   */
  private static List<String> findLongestChain(Map<Character, Set<String>> citiesIndex)
  {
    List<String> chain = new ArrayList<String>(0);
    for (Character firstChar : citiesIndex.keySet()) {
      List<String> newChain = findLongestChain(citiesIndex, firstChar);
      System.out.println("Цепочка максимальной длины (" + newChain.size() + "): " + newChain + "\n==");
      if (chain.size() < newChain.size()) {
        chain = newChain;
      }
    }
    System.out.println("Самая длинная из цепочек (" + chain.size() + "): " + chain);
    return chain;
  }


  /**
   * Рекурсия обхода дерева
   *
   * @param citiesIndex - коллекция городов для поиска
   * @param firstChar - первая буква для поиска города
   * @return цепочки городов
   */
  private static List<String> findLongestChain(Map<Character, Set<String>> citiesIndex, Character firstChar)
  {
    List<String> chain = new ArrayList<String>(0);
    try {
      for (String city : citiesIndex.get(firstChar)) {
        Map<Character, Set<String>> index = cloneIndex(citiesIndex); // работаем с копией коллекции городов
        index.get(firstChar).remove(city); // удаляем использованный город
        List<String> newChain = new ArrayList<String>(); // инициализация массива цепочки городов
        newChain.add(city); // добавление города в цепочку
        newChain
            .addAll(findLongestChain(index, getLastChar(city))); // добавление наиболее перспективных городов в цепочку
        System.out.println("Прорабатывается цепочка (" + newChain.size() + "): " + newChain);
        if (chain.size() < newChain.size()) {  // выход из рекурсии
          chain = newChain;
        }
      }
    }
    catch (NullPointerException e) {
    }
    return chain;
  }


  /**
   * Создание копии коллекции городов
   *
   * @param citiesIndex - коллекция городов для копии
   * @return копия коллекции городов
   */
  private static Map<Character, Set<String>> cloneIndex(Map<Character, Set<String>> citiesIndex)
  {
    Map<Character, Set<String>> newIndex = new HashMap<Character, Set<String>>();
    for (Character key : citiesIndex.keySet()) {
      newIndex.put(key, new HashSet<String>(citiesIndex.get(key)));
    }
    return newIndex;
  }


  /**
   * Инициализация коллекции городов для поиска
   *
   * @param cities - города для инициализации
   * @return коллекция городов
   *
   * key - первая буква города, value - имена городов начинающихся на эту букву
   */
  private static Map<Character, Set<String>> createIndex(Set<String> cities)
  {
    Map<Character, Set<String>> index = new HashMap<Character, Set<String>>();
    for (String city : cities) {
      Set<String> cs = index.get(getFirstChar(city));
      if (cs == null) index.put(getFirstChar(city), cs = new HashSet<String>());
      cs.add(city);
    }
    return index;
  }

[m1st]

  public static void main(String[] args) throws IOException
  {
    final Set<String> cities = new HashSet<String>();

    // Загрузим города из файла
    final BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader("src/olympicexercises/cities2.txt"));
    for (String city; (city = in.readLine()) != null;) {
      cities.add(city); // и сложим все имена в этот массив
    }
    in.close();
    Set<String> sortedCities = new TreeSet<String>(cities);
    System.out.println("Список городов (" + sortedCities.size() + "): " + sortedCities);
    System.out.println("----------------------------");

    findLongestChain(cities);
  }
}