Teorema de cuatro colores.

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El teorema de los cuatro colores establece que no se requieren más de cuatro colores para colorear las regiones de un mapa.

El reto

Dada una lista de fronteras estatales, asigne un color a cada ID de estado para que no haya dos estados adyacentes que tengan el mismo color. El resultado debe ser una hoja de estilo CSS que asigne el color al código de identificación de 2 letras del estado. Aquí hay un mapa SVG al que se podría aplicar la hoja de estilo. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/32/Blank_US_Map.svg

Las normas

  • El código más corto gana
  • se puede usar cualquier lista de fronteras estatales
  • solo se pueden usar 4 colores.
  • la lista de estados se puede codificar

Consejo: use la fill:propiedad CSS para cambiar el color, por ejemplo#AL{fill:green}

Aquí hay una lista de fronteras estatales

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
fuente
¿Podemos codificar la lista de fronteras estatales?
— NinjaBearMonkey
@hsl sí, está bien codificar las fronteras estatales.
— kyle k
@steveverrill si puedes pensar en un mejor método para cambiar los colores que sería genial. Agregué un ejemplo que muestra cómo usar CSS.
— kyle k
¿No requeriría esto reproducir la prueba del Teorema de los cuatro colores? ¿Ya que tienes que manejar todos los casos posibles?
— barrycarter
1
¿No resultaría incorrecto este teorema si la frontera de un estado toca más de otros 3 estados?
— Optimizador

Respuestas:

4

Python, 320 caracteres

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])

Utiliza un algoritmo aleatorio. Asigne colores a los estados en orden aleatorio seleccionando un color que no entre en conflicto con los estados adyacentes que ya han sido coloreados. Parece funcionar en una décima de segundo más o menos en la entrada dada.

Salida de ejemplo:

$ 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}

Ejemplo pegado en svg .

— Keith Randall
fuente
tanaparentemente es un color SVG compatible. Es una pena que solo puedas obtener uno de tres colores con el ::4truco.
— Peter Taylor
1
@PeterTaylor: el bronceado se ve horrible. Totalmente vale 1 personaje para usar oro en su lugar.
— Keith Randall el
¿Puede garantizar que este algoritmo siempre termine en un tiempo finito, siempre que exista una solución de 4 colores? :)
— barrycarter
@barrycarter: se garantiza que terminará con probabilidad 1. Sin embargo, puede tomar un tiempo exponencial en el tamaño del mapa.
— Keith Randall el
@KeithRandall Estaba bromeando, pero ... si revisas las repeticiones, podría tomar 4 ^ (n-1) pasos para encontrar el color correcto (n-1 debido a la simetría de los colores). Si no verifica las repeticiones, podría llevar más tiempo aún. Acabo de encontrar la solución insatisfactoria, ya que no es "realmente" un algoritmo "adecuado".
— barrycarter
3

Prolog, 309 307 283 caracteres

:-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.

El algoritmo utiliza la búsqueda de retroceso / profundidad primero para completar el mapa.

Un poco más legible:

:- 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).

Invocación:

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

Resultado (no se necesitan nuevas líneas):

#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}

Pegado en un SVG: http://jsbin.com/toniseqaqi/

— Kay está decepcionado en SE
fuente
1

JavaScript (ES6) 269 279

Búsqueda recursiva con retroceso. ~ 80 bytes gastados para el análisis de la lista de estados.

 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+'}'))
 }

Sin golf

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
}

Prueba en la consola 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);

Salida

#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
fuente
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