Định lý bốn màu

13

Các định lý màu Bốn Hoa mà không quá bốn màu sắc được yêu cầu để tô màu cho các khu vực trên bản đồ.

Các thách thức

Đưa ra một danh sách các đường viền trạng thái gán cho mỗi ID trạng thái một màu sao cho không có hai trạng thái liền kề nào có cùng màu. Đầu ra phải là biểu định kiểu CSS gán màu cho mã ID 2 chữ cái của tiểu bang. Đây là bản đồ SVG mà biểu định kiểu có thể được áp dụng. http://upload.wik hè.org/wikipedia/commons/3/32/Blank_US_Map.svg

Những quy định

  • Mã ngắn nhất sẽ thắng
  • bất kỳ danh sách biên giới nhà nước có thể được sử dụng
  • chỉ có 4 màu có thể được sử dụng.
  • danh sách nhà nước có thể được mã hóa cứng

Lời khuyên: Sử dụng thuộc tính CSS fill:để thay đổi màu, Ví dụ:#AL{fill:green}

Dưới đây là danh sách các biên giới nhà nước

AL-FL
AL-GA
AL-MS
AL-TN
AR-LA
AR-MO
AR-MS
AR-OK
AR-TN
AR-TX
AZ-CA
AZ-CO
AZ-NM
AZ-NV
AZ-UT
CA-NV
CA-OR
CO-KS
CO-NE
CO-NM
CO-OK
CO-UT
CO-WY
CT-MA
CT-NY
CT-RI
DC-MD
DC-VA
DE-MD
DE-NJ
DE-PA
FL-GA
GA-NC
GA-SC
GA-TN
IA-MN
IA-MO
IA-NE
IA-SD
IA-WI
ID-MT
ID-NV
ID-OR
ID-UT
ID-WA
ID-WY
IL-IA
IL-IN
IL-KY
IL-MO
IL-WI
IN-KY
IN-MI
IN-OH
KS-MO
KS-NE
KS-OK
KY-MO
KY-OH
KY-TN
KY-VA
KY-WV
LA-MS
LA-TX
MA-NH
MA-NY
MA-RI
MA-VT
MD-PA
MD-VA
MD-WV
ME-NH
MI-OH
MI-WI
MN-ND
MN-SD
MN-WI
MO-NE
MO-OK
MO-TN
MS-TN
MT-ND
MT-SD
MT-WY
NC-SC
NC-TN
NC-VA
ND-SD
NE-SD
NE-WY
NH-VT
NJ-NY
NJ-PA
NM-OK
NM-TX
NM-UT
NV-OR
NV-UT
NY-PA
NY-VT
OH-PA
OH-WV
OK-TX
OR-WA
PA-WV
SD-WY
TN-VA
UT-WY
VA-WV
code-golf  graph-theory 
— kyle k
nguồn
Chúng ta có thể mã hóa danh sách các biên giới nhà nước?
— NinjaBearMonkey
@hsl vâng, nó ổn với biên giới trạng thái hardcode.
— kyle k
@steveverrill nếu bạn có thể nghĩ ra một phương pháp thay đổi màu sắc tốt hơn sẽ rất tuyệt. Tôi đã thêm một ví dụ cho thấy cách sử dụng CSS.
— kyle k
Điều này có yêu cầu tái tạo bằng chứng Định lý Bốn màu không? Vì bạn phải xử lý mọi trường hợp có thể?
— barrycarter
1
Định lý này sẽ không chứng minh sai nếu biên giới của một bang chạm vào hơn 3 tiểu bang khác?
— Trình tối ưu hóa

Câu trả lời:

4

Python, 320 ký tự

import sys,random
S=[]
E={}
for x in sys.stdin:a=x[:2];b=x[3:5];S+=[a,b];E[a,b]=E[b,a]=1
C={0:0}
while any(1>C[s]for s in C):
 C={s:0for s in S};random.shuffle(S)
 for s in S:
    A=set([1,2,3,4])-set(C[y]for x,y in E if x==s)
    if A:C[s]=random.choice(list(A))
for s in C:print'#%s{fill:%s}'%(s,' bglrloieulmdede'[C[s]::4])

Sử dụng một thuật toán ngẫu nhiên. Gán màu cho các trạng thái theo thứ tự ngẫu nhiên bằng cách chọn màu không xung đột với các trạng thái lân cận đã được tô màu. Có vẻ như hoạt động trong một phần mười giây hoặc lâu hơn trên đầu vào đã cho.

Ví dụ đầu ra:

$ 4color.py < stategraph
#WA{fill:red}
#DE{fill:gold}
#DC{fill:blue}
#WI{fill:blue}
#WV{fill:red}
#FL{fill:lime}
#WY{fill:gold}
#NH{fill:red}
#NJ{fill:lime}
#NM{fill:gold}
#TX{fill:red}
#LA{fill:blue}
#NC{fill:blue}
#ND{fill:gold}
#NE{fill:blue}
#TN{fill:red}
#NY{fill:gold}
#PA{fill:blue}
#RI{fill:gold}
#NV{fill:red}
#VA{fill:gold}
#CO{fill:red}
#CA{fill:gold}
#AL{fill:blue}
#AR{fill:gold}
#VT{fill:lime}
#IL{fill:red}
#GA{fill:gold}
#IN{fill:lime}
#IA{fill:gold}
#OK{fill:blue}
#AZ{fill:lime}
#ID{fill:lime}
#CT{fill:red}
#ME{fill:blue}
#MD{fill:lime}
#MA{fill:blue}
#OH{fill:gold}
#UT{fill:blue}
#MO{fill:lime}
#MN{fill:red}
#MI{fill:red}
#KS{fill:gold}
#MT{fill:blue}
#MS{fill:lime}
#SC{fill:red}
#KY{fill:blue}
#OR{fill:blue}
#SD{fill:lime}

Ví dụ dán vào svg .

— Keith Randall
nguồn
tanrõ ràng là một màu SVG được hỗ trợ. Thật xấu hổ khi bạn chỉ có thể có được một màu ba màu với ::4mánh khóe.
— Peter Taylor
1
@PeterTaylor: tan có vẻ khủng khiếp. Hoàn toàn có giá trị 1 ký tự để sử dụng vàng thay thế.
— Keith Randall
Bạn có thể đảm bảo thuật toán này sẽ luôn hoàn thành trong thời gian hữu hạn với điều kiện là một giải pháp 4 màu tồn tại? :)
— barrycarter
@barrycarter: Tuy nhiên, nó được đảm bảo hoàn thành với xác suất 1. Tuy nhiên, có thể mất thời gian theo cấp số nhân về kích thước của bản đồ.
— Keith Randall
@KeithRandall Tôi đã trêu chọc, nhưng ... nếu bạn kiểm tra lặp lại, có thể mất 4 ^ (n-1) để tìm màu phù hợp (n-1 vì tính đối xứng của màu sắc). Nếu bạn không kiểm tra lặp lại, có thể mất nhiều thời gian hơn. Tôi chỉ tìm thấy giải pháp không thỏa mãn, vì nó không "thực sự" là một thuật toán "đúng".
— barrycarter
3

Prolog, 309 307 283 ký tự

:-initialization m.
a-X:-assert(X);retract(X),1=0.
r:-maplist(get_char,[A,B,E,C,D,F]),(E=F;X=[A,B],Y=[C,D],a-X/Y,a-Y/X,(s/X;a-s/X),(s/Y;a-s/Y),r).
s+[]:- \+ (X*C,writef('#%s{fill:#%w}',[X,C]),1=0).
s+[X|T]:-member(C,[911,191,119,991]),a-X*C,\+ (X/Y,Y*C),s+T.
m:-r,bagof(X,s/X,L),s+L.

Thuật toán sử dụng quay lui / tìm kiếm theo chiều sâu để điền vào bản đồ.

Một chút dễ đọc hơn:

:- initialization(main).

% Found on http://awarth.blogspot.de/2008/08/asserts-and-retracts-with-automatic.html
assert2(X) :- assert(X).
assert2(X) :- retract(X), fail.

% Reads all states into clauses "state-State",
% and all connections into "State-Neighbor" and "Neighbor-State".
read_states :-
    % Read a line "AB-CD\n"
    maplist(get_char, [A,B,E,C,D,F]),
    (   A = F;
        State = [A, B],
        Neighbor = [C, D],
        % Memorize the connection between State and Neighbor in both directions.
        assert(State/Neighbor),
        assert(Neighbor/State),
        % Memorize State and Neighbor for the list of states.
        (state/State; assert(state/State)),
        (state/Neighbor; assert(state/Neighbor)),
        % Continue for all lines.
        read_states
    ).

% Print out all colors.
solve([]) :-
    once((
        State*Color,
        writef('#%s{fill:%w}', [State, Color]),
        fail
    )); !.

% Use depth-first search to color the map.
solve([State|FurtherStates]) :-
    member(Color, ['#911', '#191', '#119', '#991']),
    assert2(State*Color),
    \+ (State/Neighbor, Neighbor*Color),
    solve(FurtherStates).

main :-
    read_states,
    bagof(State, state/State, States),
    solve(States).

Cầu nguyện:

cat borders.txt | swipl -q ./fourcolors.pl

Kết quả (dòng mới không cần thiết):

#AL{fill:#911}#FL{fill:#191}#GA{fill:#119}#MS{fill:#191}#TN{fill:#991}#AR{fill:#911}#LA{fill:#119}#MO{fill:#191}#OK{fill:#119}#TX{fill:#191}#AZ{fill:#911}#CA{fill:#191}#CO{fill:#191}#NM{fill:#991}#NV{fill:#991}#UT{fill:#119}#OR{fill:#911}#KS{fill:#911}#NE{fill:#119}#WY{fill:#911}#CT{fill:#911}#MA{fill:#191}#NY{fill:#119}#RI{fill:#119}#DC{fill:#911}#MD{fill:#191}#VA{fill:#119}#DE{fill:#119}#NJ{fill:#191}#PA{fill:#911}#NC{fill:#911}#SC{fill:#191}#IA{fill:#911}#MN{fill:#191}#SD{fill:#991}#WI{fill:#119}#ID{fill:#191}#MT{fill:#119}#WA{fill:#119}#IL{fill:#991}#IN{fill:#191}#KY{fill:#911}#MI{fill:#911}#OH{fill:#119}#WV{fill:#991}#NH{fill:#911}#VT{fill:#991}#ME{fill:#191}#ND{fill:#911}

Dán vào một SVG: http://jsbin.com/toniseqaqi/

— kay thất vọng về SE
nguồn
1

JavaScript (ES6) 269 279

Tìm kiếm đệ quy với quay lui. ~ 80 byte dành cho phân tích danh sách trạng thái.

 F=l=>{
   S=(a,b)=>S[a]=(S[a]||[]).concat(b),
   l.replace(/(..)-(..)/g,(_,a,b)=>S(a,b)+S(b,a)),
   k=Object.keys(S),
   R=(p,c=k[p])=>!c||['blue','gold','red','tan'].some(i=>!c.some(t=>S[t].c==i)&&(c.c=i,R(p+1)||(c.c='')),c=S[c]),
   R(0),
   k.map(k=>console.log('#'+k+'{fill:'+S[k].c+'}'))
 }

Ung dung

F=l=>{
  var states = {}; // hash table with adiacent list for each state
  S=(a,b)=>states[a]=(states[a]||[]).concat(b);
  l.replace(/(..)-(..)/g,(_,a,b)=>S(a,b)+S(b,a)); // build the hash table from the param list 

  keys = Object.keys(states); // get the list of hashtable keys as an array (the 49 states id)
  Scan=(p)=> // Recursive scan function
  {
    var sId = keys[p]; // in sid the current state id, or undefined if passed last key
    if (!sId) return true; // end of keys, recursive search is finished 
    var sInfo = states[sId]; // in sInfo the aarray of adiacent states id + the color property

    return ['blue','gold','red','tan'].some( (color) => // check the four avaialabe colors
      {
        var colorInUse = sInfo.some( (t) => states[t].color == color); // true if an adiacent state already has the currnet color
        if (!colorInUse) // if the color is usable
        {
          sInfo.color = color; // assign the current color to the current state
          var ok = Scan(p+1); // proceed with the recursive scan on the next state
          if (!ok) // if recursive scan failed, backtrack
          {
            sInfo.color = ''; // remove the assigned color for the current state
          }
          return ok;
        }
      }
    )
  },
  Scan(0), // start scan 
  keys.forEach( (sId) => console.log('#'+sId+'{fill:'+states[sId].color+'}')) // output color list
}

Thử nghiệm trong bảng điều khiển FireFox / FireBug

list = "AL-FL AL-GA AL-MS AL-TN AR-LA AR-MO AR-MS AR-OK AR-TN AR-TX AZ-CA AZ-CO AZ-NM "+
"AZ-NV AZ-UT CA-NV CA-OR CO-KS CO-NE CO-NM CO-OK CO-UT CO-WY CT-MA CT-NY CT-RI "+
"DC-MD DC-VA DE-MD DE-NJ DE-PA FL-GA GA-NC GA-SC GA-TN IA-MN IA-MO IA-NE IA-SD "+
"IA-WI ID-MT ID-NV ID-OR ID-UT ID-WA ID-WY IL-IA IL-IN IL-KY IL-MO IL-WI IN-KY "+
"IN-MI IN-OH KS-MO KS-NE KS-OK KY-MO KY-OH KY-TN KY-VA KY-WV LA-MS LA-TX MA-NH "+
"MA-NY MA-RI MA-VT MD-PA MD-VA MD-WV ME-NH MI-OH MI-WI MN-ND MN-SD MN-WI MO-NE "+
"MO-OK MO-TN MS-TN MT-ND MT-SD MT-WY NC-SC NC-TN NC-VA ND-SD NE-SD NE-WY NH-VT "+
"NJ-NY NJ-PA NM-OK NM-TX NM-UT NV-OR NV-UT NY-PA NY-VT OH-PA OH-WV OK-TX OR-WA "+
"PA-WV SD-WY TN-VA UT-WY VA-WV";
F(list);

Đầu ra

#AL{fill:blue}
#FL{fill:gold}
#GA{fill:red}
#MS{fill:gold}
#TN{fill:tan}
#AR{fill:blue}
#LA{fill:red}
#MO{fill:gold}
#OK{fill:red}
#TX{fill:gold}
#AZ{fill:blue}
#CA{fill:gold}
#CO{fill:gold}
#NM{fill:tan}
#NV{fill:tan}
#UT{fill:red}
#OR{fill:blue}
#KS{fill:blue}
#NE{fill:red}
#WY{fill:blue}
#CT{fill:blue}
#MA{fill:gold}
#NY{fill:red}
#RI{fill:red}
#DC{fill:blue}
#MD{fill:gold}
#VA{fill:red}
#DE{fill:red}
#NJ{fill:gold}
#PA{fill:blue}
#NC{fill:blue}
#SC{fill:gold}
#IA{fill:blue}
#MN{fill:gold}
#SD{fill:tan}
#WI{fill:red}
#ID{fill:gold}
#MT{fill:red}
#WA{fill:red}
#IL{fill:tan}
#IN{fill:gold}
#KY{fill:blue}
#MI{fill:blue}
#OH{fill:red}
#WV{fill:tan}
#NH{fill:blue}
#VT{fill:tan}
#ME{fill:gold}
#ND{fill:blue}
— edc65
nguồn
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookie và Chính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.