🧭 第一部分：
任务背景：救援机器人路径规划系统
你正在编写一个**灾区救援机器人（RescueBot）**的控制程序。机器人在一片二维地形网格中执行搜救、标记和信息采集任务。每个网格单元可能是可通行的空地、被碎石阻挡的障碍、或被标记为危险区。
网格定义
整个灾区地图 disaster_map 是一个二维列表（list of lists）。
元素值 True 代表该格已探测安全；
元素值 False 代表该格尚未探测或存在碎石。
机器人的位置以 (row, col) 表示，方向 face 取值为 'N', 'E', 'S', 'W'。
坐标原点 (0, 0) 在地图左上角，行号向下、列号向右递增。
指令集
机器人会接收一系列行动指令（每个为字符串）：
指令名 | 功能描述 |
|---|---|
rotate-left | 向左旋转 90°。 |
rotate-right | 向右旋转 90°。 |
move | 向当前朝向前进一格。若前方越界或有障碍，则不移动，并自动右转一次（回避机制）。 |
scan | 探测前方格子是否安全（不移动），将结果保存到机器人状态中。 |
mark | 在当前位置放置一个标记，表示已找到目标或危险区域。 |
rescue | 若当前位置为 False（危险区），执行救援并将其设为 True（安全区）。 |
backtrack | 向后退一步（朝向不变），若越界则不移动并右转一次。 |
charge | 若当前位置是充电点，则将能量恢复到最大值。 |
standby | 什么也不做（通常在电量为 0 时执行）。 |
能量与限制
每执行一次 move、rescue 或 backtrack，消耗 1 单位电量。
当能量为 0 时，只能执行 standby 直到执行 charge。
若机器人移动到 charging_stations 集合中的任意位置，电量立即充满（最大值由初始输入 energy_max 决定）。
程序输入
disaster_map：二维列表。
初始状态 robot = [row, col, face]
指令列表 commands
最大能量值 energy_max
充电站集合 charging_stations
障碍集合 rocks
程序输出
最终机器人位置与朝向 (row, col, face)
剩余能量 energy
救援成功次数（False→True 的次数）
遇到障碍或越界而右转的次数
放置的标记坐标列表
所有执行后的移动轨迹（含起点）
⚙️ 第二部分：参考答案（核心实现示例）
def rescue_action(robot, commands, disaster_map, energy_max, charging_stations, rocks):
# 方向映射
dirs = ['N', 'E', 'S', 'W']
dr = [-1, 0, 1, 0]
dc = [0, 1, 0, -1]
# 初始状态
row, col, face = robot
energy = energy_max
rescued = 0
marks = set()
turns = 0
path = [(row, col, face)]
scan_result = None
# 获取方向索引
def idx(f): return dirs.index(f)
for cmd in commands:
f = idx(face)
if cmd == 'rotate-left':
face = dirs[(f - 1) % 4]
elif cmd == 'rotate-right':
face = dirs[(f + 1) % 4]
elif cmd == 'move':
nr, nc = row + dr[f], col + dc[f]
if 0 <= nr < len(disaster_map) and 0 <= nc < len(disaster_map[0]) and (nr, nc) not in rocks:
row, col = nr, nc
energy -= 1
else:
face = dirs[(f + 1) % 4]
turns += 1
elif cmd == 'scan':
nr, nc = row + dr[f], col + dc[f]
if 0 <= nr < len(disaster_map) and 0 <= nc < len(disaster_map[0]):
scan_result = disaster_map[nr][nc]
else:
scan_result = None
elif cmd == 'mark':
marks.add((row, col))
elif cmd == 'rescue':
if not disaster_map[row][col]:
disaster_map[row][col] = True
rescued += 1
energy -= 1
elif cmd == 'backtrack':
br, bc = row - dr[f], col - dc[f]
if 0 <= br < len(disaster_map) and 0 <= bc < len(disaster_map[0]) and (br, bc) not in rocks:
row, col = br, bc
energy -= 1
else:
face = dirs[(f + 1) % 4]
turns += 1
elif cmd == 'charge':
if (row, col) in charging_stations:
energy = energy_max
elif cmd == 'standby':
pass
# 若能量耗尽则停机等待
if energy < 0:
energy = 0
path.append((row, col, face))
return {
"final": (row, col, face),
"rescued": rescued,
"marks": sorted(list(marks)),
"turns": turns,
"energy_left": energy,
"path": path,
"scan_result": scan_result
}
# 示例输入
disaster_map = [
[True, False, True],
[False, True, False],
[True, True, False]
]
robot = [1, 1, 'N']
commands = [
'scan', 'rotate-left', 'move',
'rescue', 'mark', 'rotate-right',
'move', 'rescue', 'backtrack',
'rotate-right', 'move', 'charge'
]
rocks = {(0, 0)}
charging_stations = {(2, 2)}
energy_max = 5
print(rescue_action(robot, commands, disaster_map, energy_max, charging_stations, rocks))
🔍 第三部分：题目解析
一、核心思路
本题要求你模拟一个机器人在二维地图上的动作。
能量系统（energy）
标记与扫描
障碍与自动右转机制
可充电逻辑
因此整个算法的核心是：
每个指令执行一次 → 根据动作类型修改位置、朝向、能量、标记或地图状态 → 更新统计信息。
二、关键实现要点
方向映射：
用 dirs = ['N','E','S','W'] 结合 dr/dc 进行统一管理，左转即索引-1，右转索引+1。
越界或障碍处理：
与原扫地机一样，“无法前进 → 自动右转一次”。
能量系统：
每次移动或救援消耗 1 单位能量；当能量为 0 时，只能执行 standby。
充电机制：
若当前坐标在 charging_stations 中，执行 charge 将能量恢复到 energy_max。
扩展功能：
scan：不移动，只检测前方一格。
mark：记录坐标（不修改地图）。
backtrack：后退一格（若无效则右转）。
统计变量：
rescued：救援成功次数（False→True）。
turns：因越界或障碍而触发右转的次数。
marks：标记坐标集合。
energy_left：剩余能量。
path：每次动作后的状态轨迹。