CodinGame の TRON BATTLE (現在の名称は LINE RACING) で FloodFill アルゴリズムを実装してみた

\# この記事は、[『CodinGame はBOT(AIプログラム)でバトルするのが正しい楽しみ方かもしれません』](https://qiita.com/javacommons/items/b178c924199d1a6d524d) の続きです。

以下のようなデバッグ出力ができるように CodinGame の TRON BATTLE プログラムを改造してみた。

* ```P=0``` という出力から、自機のプレイヤー番号は0であることが分かる。
* ```Input{X0:2, Y0:2, X1:10, Y1:0}``` という出力からプレイヤー0のスタート位置(tail)は、(2, 2) であることと、現在位置(head)の座標が (10, 0) であることが分かる。
*自機のプレイヤー(プレイヤー0)のヘッドから見て現時点で到達可能であるマスが```+```記号で表示されている。ちなみにマイナス記号は何もない印である。 

```text
P=0
Input{X0:2, Y0:2, X1:10, Y1:0}
+ + + + + + + + + + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 
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```


#1. 出来たソース

* コメントは全部削除しました。(読めるでしょ？ｗ)
* 自己流でFloodFillアルゴリズムを実装してみました。
* FloodFillで到達可能範囲を計算しながら「一切」その結果を使ってないので「強くない」です。[『CodinGame はBOT(AIプログラム)でバトルするのが正しい楽しみ方かもしれません』](https://qiita.com/javacommons/items/b178c924199d1a6d524d) で紹介したソースと強さは全く変わってませんｗ(誰か助けてｗ)

```cs
using System;
using System.Linq;
using System.IO;
using System.Text;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;

class Player
{
    static void Main(string[] args) {
        Player control = new Player();
        string[] numbers;
        Input[] inputs;
        // game loop
        while (true) {
            numbers = Console.ReadLine().Split(' ');
            int N = int.Parse(numbers[0]);
            int P = int.Parse(numbers[1]);
            Console.Error.WriteLine("P={0}", P);
            inputs = new Input[N];
            for (int i = 0; i < N; i++) {
                numbers = Console.ReadLine().Split(' ');
                int X0 = int.Parse(numbers[0]);
                int Y0 = int.Parse(numbers[1]);
                int X1 = int.Parse(numbers[2]);
                int Y1 = int.Parse(numbers[3]);
                inputs[i] = new Input(i, X0, Y0, X1, Y1);
            }
            Input me = inputs[P];
            string dir = control.HandleInputs(me, inputs);
            control.DumpMap();
            Console.WriteLine(dir);
        }
    }
    Cell[,] map = new Cell[30, 20];
    Queue<Cell> ffQueue = new Queue<Cell>();
    private Player() {
        for(int y=0; y<20; y++) {
            for(int x=0; x<30; x++) {
                map[x, y] = new Cell(x, y, -1);
            }
        }
    }
    private string HandleInputs(Input me, Input[] inputs) {
        Console.Error.WriteLine(me);
        foreach(var input in inputs) {
            if (input.X1 < 0) DeleteIdsFromMap(input.Id);
            else AddInputToMap(input);
        }
        ExecuteFloodfill(me);
        if (CanMoveTo(me, -1, 0)) return "LEFT";
        if (CanMoveTo(me, 1, 0)) return "RIGHT";
        if (CanMoveTo(me, 0, -1)) return "UP";
        if (CanMoveTo(me, 0, 1)) return "DOWN";
        return "?";
    }
    void AddInputToMap(Input input) {
        this.map[input.X1, input.Y1].V = input.Id;
    }
    void DeleteIdsFromMap(int id) {
        for(int y=0; y<20; y++) {
            for(int x=0; x<30; x++) {
                if (map[x, y].V == id) map[x, y].V = -1;
            }
        }
    }
    bool CanMoveTo(Input me, int xOffset, int yOffset) {
        int x = me.X1+xOffset;
        int y = me.Y1+yOffset;
        if (x < 0) return false;
        if (x > 29) return false;
        if (y < 0) return false;
        if (y > 19) return false;
        return map[x, y].V == -1 || map[x, y].V == 9;
    }
    bool IsEmptyCell(Cell center, int xOffset, int yOffset) {
        int x = center.X+xOffset;
        int y = center.Y+yOffset;
        if (x < 0) return false;
        if (x > 29) return false;
        if (y < 0) return false;
        if (y > 19) return false;
        return map[x, y].V == -1;
    }
    void DumpMap() {
        for(int y=0; y<20; y++) {
            for(int x=0; x<30; x++) {
                if (map[x, y].V == -1) Console.Error.Write("-");
                else if (map[x, y].V == 9) Console.Error.Write("+");
                else Console.Error.Write(map[x, y].V);
                Console.Error.Write(" ");
            }
            Console.Error.WriteLine();
        }
    }
    void ExecuteFloodfill(Input me) {
        for(int y=0; y<20; y++) {
            for(int x=0; x<30; x++) {
                if (map[x, y].V == 9) map[x, y].V = -1;
            }
        }
        Cell c = map[me.X1, me.Y1];
        if (IsEmptyCell(c, -1, 0)) ffQueue.Enqueue(map[c.X-1, c.Y]);
        if (IsEmptyCell(c, 1, 0)) ffQueue.Enqueue(map[c.X+1, c.Y]);
        if (IsEmptyCell(c, 0, -1)) ffQueue.Enqueue(map[c.X, c.Y-1]);
        if (IsEmptyCell(c, 0, 1)) ffQueue.Enqueue(map[c.X, c.Y+1]);
        FloodfillLoop();
    }
    void FloodfillLoop() {
        while(ffQueue.Count > 0) {
            Cell c = ffQueue.Dequeue();
            if(map[c.X, c.Y].V != -1) continue;
            c.V = 9;
            if (IsEmptyCell(c, -1, 0)) ffQueue.Enqueue(map[c.X-1, c.Y]);
            if (IsEmptyCell(c, 1, 0)) ffQueue.Enqueue(map[c.X+1, c.Y]);
            if (IsEmptyCell(c, 0, -1)) ffQueue.Enqueue(map[c.X, c.Y-1]);
            if (IsEmptyCell(c, 0, 1)) ffQueue.Enqueue(map[c.X, c.Y+1]);
        }
    }
}
class Input
{
    public int Id;
    public int X0;
    public int Y0;
    public int X1;
    public int Y1;
    public Input(int id, int x0, int y0, int x1, int y1) {
        this.Id = id;
        this.X0 = x0;
        this.Y0 = y0;
        this.X1 = x1;
        this.Y1 = y1;
    }
    public override string ToString() {
        return String.Format("Input{{X0:{0}, Y0:{1}, X1:{2}, Y1:{3}}}", X0, Y0, X1, Y1);
    }
}
class Cell
{
    public int X;
    public int Y;
    public int V;
    public Cell(int x, int y, int v) {
        this.X = x;
        this.Y = y;
        this.V = v;
    }
    public override string ToString() {
        return String.Format("Cell{{X:{0}, Y:{1}, V:{2}}}", X, Y, V);
    }
}

```

#2. 最後に

TRON BATTLE については書く記事としてはこれで終わりになるかもしれません。
C# で挑戦される方の「手始め」の参考にでもなればと思い投稿してみました。

\# Wood 1 League を抜け出したいのだが…