如何匹配 ASCII 艺术中的 ASCII 艺术片段？

Question

我正在为一个编程竞赛练习，在这个竞赛中我可以选择使用 Python 还是 C++ 来解决每个问题，因此我愿意接受任何一种语言的解决方案——无论哪种语言最适合这个问题。

我遇到的上一个问题的 URL 是 http://progconz.elena.aut.ac.nz/attachments/article/74/10%20points%20Problem%20Set%202012.pdf，问题 F（“地图”）。

基本上，它涉及在一个大的 ASCII 艺术中匹配出现的一小块 ASCII 艺术。在 C++ 中，我可以为每幅 ASCII 艺术作品制作一个矢量。问题是小块多行时如何匹配。

我不知道该怎么做。我不想要为我编写的所有代码，只想了解问题所需的逻辑。

感谢您的帮助。

这是我目前所得到的：

#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <vector>

using namespace std;

int main( int argc, char** argv )
{
    int nScenarios, areaWidth, areaHeight, patternWidth, patternHeight;

    cin >> nScenarios;

    for( int a = 0; a < nScenarios; a++ )
    {
        //get the pattern info and make a vector
        cin >> patternHeight >> patternWidth;
        vector< vector< bool > > patternIsBuilding( patternHeight, vector<bool>( patternWidth, false ) );

        //populate data
        for( int i = 0; i < patternHeight; i++ )
        {
            string temp;
            cin >> temp;
            for( int j = 0; j < patternWidth; j++ )
            {
                patternIsBuilding.at( i ).at( j ) = ( temp[ j ] == 'X' );
            }
        }

        //get the area info and make a vector
        cin >> areaHeight >> areaWidth;
        vector< vector< bool > > areaIsBuilding( areaHeight, vector<bool>( areaWidth, false ) );

        //populate data
        for( int i = 0; i < areaHeight; i++ )
        {
            string temp;
            cin >> temp;
            for( int j = 0; j < areaWidth; j++ )
            {
                areaIsBuilding.at( i ).at( j ) = ( temp[ j ] == 'X' );
            }
        }


        //now the vectors contain a `true` for a building and a `false` for snow
        //need to find the matches for patternIsBuilding inside areaIsBuilding
        //how?

    }


    return 0;
}

编辑：从下面的 cmets 中，我得到了来自 J.F. Sebastian 的 Python 解决方案。它有效，但我不明白这一切。我已经评论了我可以但需要帮助来理解 count_pattern 函数中的 return 语句。

#function to read a matrix from stdin
def read_matrix():

    #get the width and height for this matrix
    nrows, ncols = map( int, raw_input().split() )

    #get the matrix from input
    matrix = [ raw_input() for _ in xrange( nrows ) ]

    #make sure that it all matches up
    assert all(len(row) == ncols for row in matrix)

    #return the matrix
    return matrix

#perform the check, given the pattern and area map
def count_pattern( pattern, area ):

    #get the number of rows, and the number of columns in the first row (cause it's the same for all of them)
    nrows = len( pattern )
    ncols = len( pattern[0] )

    #how does this work?
    return sum(
        pattern == [ row[ j:j + ncols ] for row in area[ i:i + nrows ] ]
        for i in xrange( len( area ) - nrows + 1 )
        for j in xrange( len( area[i] ) - ncols + 1 )
    )

#get a number of scenarios, and that many times, operate on the two inputted matrices, pattern and area
for _ in xrange( int( raw_input() ) ):
    print count_pattern( read_matrix(), read_matrix() )

Answer 1

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main(){

    int numOfRounds;
    cin >> numOfRounds;



    for(int round = 0; round < numOfRounds; round++){

        int out = 0;

        int linesToMatch;
        cin >> linesToMatch;

        int sizeToMatch;
        cin >> sizeToMatch;

        vector <string> v;
        string t;

        for (int i = 0; i < linesToMatch; i++){
            cin >> t;
            v.push_back(t);
        }

        string s = "";

        int rows;
        cin >> rows;

        int columns;
        cin >> columns;

        for (int j = 0; j < rows; j++){        //map->string
            cin >> t;
            s += t;
        }

        // main part of implementation
        // it's mainly basic algebra and index tracking
        for (int m = 0; m <= rows - linesToMatch; m++){
            for (int n = 0; n <= columns - sizeToMatch; n++){
                int x;
                for (x = 0; x < linesToMatch; x++){
                    int index = (m + x) * columns + n;
                    string newTemp(s.begin() + index, s.begin() + index + sizeToMatch);
                    if (newTemp != v.at(x)) break;
                }
                if (x == linesToMatch) out++;
            }
        }

        cout << out << endl;

    }

}

Answer 2

#how does this work?
return sum(
    pattern == [ row[ j:j + ncols ] for row in area[ i:i + nrows ] ]
    for i in xrange( len( area ) - nrows + 1 )
    for j in xrange( len( area[i] ) - ncols + 1 )
)

生成器表达式可以使用显式的 for 循环块重写：

count = 0
for i in xrange( len( area ) - nrows + 1 ):
    for j in xrange( len( area[i] ) - ncols + 1 ):
        count += (pattern == [ row[ j:j + ncols ]
                              for row in area[ i:i + nrows ] ])
return count

比较 (pattern == ..) 返回 True/False，在 Python 中等于 1/0。

构建子矩阵以与模式进行比较的列表推导可以优化为更早返回：

count += all(pattern_row == row[j:j + ncols]
             for pattern_row, row in zip(pattern, area[i:i + nrows]))

或者使用显式的for循环块：

for pattern_row, row in zip(pattern, area[i:i + nrows]):
    if pattern_row != row[j:j + ncols]:
       break # no match (the count stays the same)
else: # matched (no break)
    count += 1 # all rows are equal

Answer 3

不要用线条来思考。将整个页面读入一个字符串，并像对待任何其他字符一样处理行尾字符。

（您可能认为这是一个神秘的提示，但您确实只是要求“一个想法”如何做到这一点。）

编辑：由于您知道图片的整体尺寸，因此您可以从您尝试匹配的模式的第一行向前计数字符以匹配第二行，以此类推以匹配后续行。