四色定理

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在四色定理的国家不超过四种颜色需要颜色的地图的区域。

挑战

给定一个州边界列表，为每个州ID分配一种颜色，以便没有两个相邻州具有相同的颜色。输出应为CSS样式表，将颜色分配给该州的2个字母的ID代码。这是可以应用于样式表的SVG映射。http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/32/Blank_US_Map.svg

规则

  • 最短代码胜出
  • 可以使用任何州边界列表
  • 只能使用4种颜色。
  • 状态列表可以硬编码

建议：使用CSS fill:属性更改颜色，例如#AL{fill:green}

这是国家边界的清单

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 
— 凯尔k
source
我们可以对州边界列表进行硬编码吗？
— NinjaBearMonkey
@hsl是的，可以对州边界进行硬编码。
— kyle k
@steveverrill，如果您能想到一种更好的更改颜色的方法，那就更好了。我添加了一个示例，展示了如何使用CSS。
— kyle k
这不是需要重现四色定理本身的证明吗？既然您必须处理所有可能的情况？
— barrycarter 2014年
1
如果一个州的边界碰到了三个以上的其他州，这个定理是否会证明是错误的？
— Optimizer

Answers:

4

Python，320个字符

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])

使用随机算法。通过选择与已经着色的相邻状态不冲突的颜色，以随机顺序为状态分配颜色。似乎可以在十分之一秒左右的时间内完成给定的输入。

输出示例：

$ 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}

将示例粘贴到svg中。

— 基思·兰德尔
source
tan显然是受支持的SVG颜色。真可惜，您只能用一种颜色获得一种三色的::4。
— 彼得·泰勒
1
@PeterTaylor：棕褐色看起来很糟糕。总共有1个字符可以代替使用黄金。
— 基思·兰德尔
如果存在4色解决方案，您能否保证该算法将始终在有限时间内完成？:)
— barrycarter 2014年
@barrycarter：确保以概率1结束。不过，地图的大小可能花费时间指数。
— 基思·兰德尔
@KeithRandall我有点戏弄，但是...如果您检查重复的话，可能需要4 ^（n-1）个步骤才能找到正确的颜色（由于颜色的对称性，n-1）。如果您不检查重复次数，则可能需要更长的时间。我只是发现该解决方案不令人满意，因为它不是“真正”的“适当”算法。
— barrycarter 2014年
3

序言，309 307 283个字符

:-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.

该算法使用回溯/深度优先搜索来填写地图。

更具可读性：

:- 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).

调用：

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

结果（不需要换行符）：

#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}

粘贴到SVG中：http：//jsbin.com/toniseqaqi/

— 凯-SE是邪恶的
source
1

JavaScript的（ES6）269 279

具有回溯功能的递归搜索。大约80个字节用于状态列表解析。

 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+'}'))
 }

不打高尔夫球

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
}

在FireFox / FireBug控制台中测试

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);

输出量

#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
source
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