day17: added/optimized

src/day17/1.rs

@@ -1 +1,108 @@
-const INPUTS: [&'static str; 2] = [include_str!("./sample.txt"), include_str!("./input.txt")];
+#![feature(test)]
+
+use std::{cmp::Reverse, collections::BinaryHeap};
+extern crate test;
+
+const INPUTS: [&str; 2] = [include_str!("./sample.txt"), include_str!("./input.txt")];
+
+#[derive(Debug, Eq, PartialEq, Clone, Copy, Hash, Ord, PartialOrd)]
+enum Direction {
+    North = 0,
+    South = 1,
+    East = 2,
+    West = 3,
+}
+
+fn process(data: &str) -> i64 {
+    let size = data.lines().count() as i64;
+    let data = data.as_bytes();
+
+    let mut visited: BitSet<80000> = BitSet::new();
+
+    use Direction::*;
+
+    let mut q = BinaryHeap::new();
+    q.push((Reverse(0), 0i64, 0i64, 1, East));
+
+    while let Some((Reverse(cost), x, y, in_same_dir, dir)) = q.pop() {
+        if x == size - 1 && y == size - 1 {
+            return cost;
+        }
+
+        if visited.get(dir as i64 * size * size * size + in_same_dir * size * size + y * size + x) {
+            continue;
+        } else {
+            visited.set(dir as i64 * size * size * size + in_same_dir * size * size + y * size + x);
+        }
+
+        let coords = [(0, -1, West), (1, 0, South), (-1, 0, North), (0, 1, East)];
+        for &(r, s, ndir) in coords.iter() {
+            if in_same_dir >= 3 && ndir == dir
+                || (dir == West && ndir == East)
+                || (dir == East && ndir == West)
+                || (dir == North && ndir == South)
+                || (dir == South && ndir == North)
+            {
+                continue;
+            }
+
+            let x = x + r;
+            let y = y + s;
+            if x < 0 || y < 0 || x >= size || y >= size {
+                continue;
+            }
+
+            let new_cost = cost + (data[(x * size + y + x) as usize] - b'0') as i64;
+
+            q.push((
+                Reverse(new_cost),
+                x,
+                y,
+                if dir == ndir { in_same_dir + 1 } else { 1 },
+                ndir,
+            ));
+        }
+    }
+
+    std::i64::MAX
+}
+
+struct BitSet<const N: usize> {
+    bits: [u128; N],
+}
+
+impl<const N: usize> BitSet<N> {
+    const fn new() -> Self {
+        Self { bits: [0; N] }
+    }
+
+    #[inline]
+    fn set(&mut self, loc: i64) {
+        let idx = loc / 128;
+        let b_idx = loc & 127;
+
+        self.bits[idx as usize] |= 1 << b_idx;
+    }
+
+    #[inline]
+    const fn get(&self, loc: i64) -> bool {
+        let idx = loc / 128;
+        let b_idx = loc & 127;
+
+        (self.bits[idx as usize] & (1 << b_idx)) > 0
+    }
+}
+
+fn main() {
+    for input in INPUTS.iter() {
+        println!("answer = {}", process(input));
+    }
+}
+
+#[bench]
+fn part1(b: &mut test::Bencher) {
+    b.iter(|| {
+        let v = process(INPUTS[INPUTS.len() - 1]);
+        test::black_box(v);
+    });
+}

src/day17/2.rs

@@ -1 +1,109 @@
-const INPUTS: [&'static str; 2] = [include_str!("./sample.txt"), include_str!("./input.txt")];
+#![feature(test)]
+
+use std::{cmp::Reverse, collections::BinaryHeap};
+extern crate test;
+
+const INPUTS: [&str; 2] = [include_str!("./sample.txt"), include_str!("./input.txt")];
+
+#[derive(Debug, Eq, Hash, PartialEq, Clone, Copy, Ord, PartialOrd)]
+enum Direction {
+    North = 0,
+    South = 1,
+    East = 2,
+    West = 3,
+}
+
+fn process(data: &str) -> i64 {
+    let size = data.lines().count() as i64;
+    let data = data.as_bytes();
+
+    let mut visited: BitSet<80000> = BitSet::new();
+
+    let mut q = BinaryHeap::new();
+    q.push((Reverse(0), 0i64, 0i64, 1, East));
+
+    use Direction::*;
+    while let Some((Reverse(cost), x, y, in_same_dir, dir)) = q.pop() {
+        if x == size - 1 && y == size - 1 && in_same_dir >= 4 {
+            return cost;
+        }
+
+        if visited.get(dir as i64 * size * size * size + in_same_dir * size * size + y * size + x) {
+            continue;
+        } else {
+            visited.set(dir as i64 * size * size * size + in_same_dir * size * size + y * size + x);
+        }
+
+        let coords = [(0, -1, West), (1, 0, South), (-1, 0, North), (0, 1, East)];
+
+        for &(r, s, ndir) in coords.iter() {
+            if in_same_dir < 4 && ndir != dir
+                || in_same_dir == 10 && ndir == dir
+                || (dir == West && ndir == East)
+                || (dir == East && ndir == West)
+                || (dir == North && ndir == South)
+                || (dir == South && ndir == North)
+            {
+                continue;
+            }
+
+            let x = x + r;
+            let y = y + s;
+            if x < 0 || y < 0 || x >= size || y >= size {
+                continue;
+            }
+
+            let new_cost = cost + (data[(x * size + y + x) as usize] - b'0') as i64;
+
+            q.push((
+                Reverse(new_cost),
+                x,
+                y,
+                if dir == ndir { in_same_dir + 1 } else { 1 },
+                ndir,
+            ));
+        }
+    }
+
+    std::i64::MAX
+}
+
+struct BitSet<const N: usize> {
+    bits: [u128; N],
+}
+
+impl<const N: usize> BitSet<N> {
+    const fn new() -> Self {
+        Self { bits: [0; N] }
+    }
+
+    #[inline]
+    fn set(&mut self, loc: i64) {
+        let idx = loc / 128;
+        let b_idx = loc & 127;
+
+        self.bits[idx as usize] |= 1 << b_idx;
+    }
+
+    #[inline]
+    const fn get(&self, loc: i64) -> bool {
+        let idx = loc / 128;
+        let b_idx = loc & 127;
+
+        (self.bits[idx as usize] & (1 << b_idx)) > 0
+    }
+}
+
+fn main() {
+    for input in INPUTS.iter() {
+        println!("answer = {}", process(input));
+    }
+}
+
+#[bench]
+fn part1(b: &mut test::Bencher) {
+    b.iter(|| {
+        let v = process(INPUTS[INPUTS.len() - 1]);
+        test::black_box(v);
+    });
+}

src/day17/input.txt

@@ -0,0 +1,141 @@
+232114215134442123523324142646654624561442465233136447364262354735336647656264256722136447555363236142564144512552612662311121123132331125334
+132353343453554441525165425422234546621144622531374477574432752334323641341612264213747336436132332333646464556624332234522432345545121553244
+311513222342514213245651641632225132646561334436253531436157272664217657214743625426451635726346223326434465435424112364344554522453241453123
+152511143351441224455664566346262265542345431144571651522623467536477375734551121144253312533645636343441352626414334312241135123521421132522
+554223521251423345611445354356624242465423673323421452545716336261471543525317177673647256513116647355646114653623241326341324221122543215332
+344532522551413252122211232253442124361177736254751451722414312665774443533753636446371225327542166514642141666355421664521163451511212322213
+253322355141114242611463166366253653655311556642564554434337433167435717752653152725733615221122646246226722162431522253324212131422535414231
+455332252412233344422264156132345542441171745311322172247425616616246646336612461323113176572343141454165155555241665331135621262354534211335
+442534524125525365153443612166453652733535246632247616554665424251753172373755431161552721554564236224417175725536455653624155652414135441142
+334522223223111563356432245236445742776512464516425663123153714335757114521554154135276211441257454645475673377113152614322666366551534114152
+311341341425452252136244123235223134147111474546322722653424443361775256636433213745337456466451762142663431265423214322232341524516535221235
+235534312422416266615621225412127633643642274414427361247737877354653628277475274765752217274341412553742621732272615436562426465332534244522
+535255423535315215325413313272714152447325325441621621338378526326244765867374568827238655372577435521746323447473753156415431526424561251434
+241121225414113263563622144216116112716757726443342184876745558724747624827365776537353884756373347112545334552461115215524523532465516542352
+444512443513662655324263122667427273254524126723256545577868763843484772526455232647757727474777672265467467547554215413421356544546154145324
+331142411442633344613444777112626224323224257156887335372527676887863828467583584274264577782545512563125366322425376356555665326121612523532
+541353432643144141545266151554537523417514377582546664626465837336823824582372327642566642376322442542143215366236747751451412325335453653542
+415253632162316346564455116772141224617312463235225683733635483773352657375853736774343353528644734675567615514542322451451234566312224622355
+222523332453412614516332762715465445246524727377643885255743547236674442283534835846878434432587647247161165234364132332634514434442411643331
+341265413445664264162746444722131124511322628335678623885635642664343683246443743737867582788442533625766427622346562372176155216541532214355
+332214416614166415212346412736134734175255465472342267835474533725738227858726862887228324876785422242237153314621554534235743343664444124443
+212533225221125664735526634223656326876268354482748287646458367335432328653534637477543477678532824722682556365477433514256754442411436614155
+232145135115324262773674351417454646884464682467857865263327667876538684228385465433664324472468875327324884171755141144642626313326664553211
+356614166341141375156655576664534478738524886286636362262833338859843668597453854233325777574354532886477236472453431223221537766116551334454
+651142115344413443111347657123673864763757342852353542785659483748593654955658447568556362653886256748536243368626333157364672176235223626141
+544445356315341417542127473575426237575725447467546853388755455585444963587859789689564587772655226666536273377773471567721725164262411112412
+453254244215261712547236766116753426636746788252466683967939694644584763455696669955733339678558773474477236853721623445717366267145352411362
+262253644211512663151255735278853384254342423788489463974637683577935843888766787783683869388883277263526622684632367267117755121745431656354
+413611223151271656733156153128767753832837483874436353556893557453354773996978395448853694648388854254554363478244332715766115346474353631633
+524616126561562645216642351722424224355488477377567448373555998699738635586475759747649665894746943267882344625346377567556121764737132245354
+651444625255223537626332714587446374567537425693868593779345566957385643777899675777395446374385732844873763245342467653332136424371324452453
+141131533211235566674625652562727587736823696797394785339478389886938878547476563965469848443758445582747466672425363361232544415663721343623
+245154451613161431121657246436376684858374397638456595738478836393943673696797354887494479435794674497877222466345427276471644652653135426133
+126342515765226112416262447635266854643237586773473888697757978945696534347743894746497754488953689474564784268235236764653471373252413252622
+424552544177555435623444774458572264857835775748698359387579773443753968598433986686756436969957743687736583377248655527473414412271655344613
+332436127575225637571142386846675865476843449833889834788976675894468669749848499645357988935437998388693842447424422252455725352561327744533
+114151666534127254621246385855825728556787944899484555595749666854557894485898986999745499689784987836537763355767568572265714234243433353313
+365141426325435667357564467327528635686598784549656398896457878696744779497668495844695334964365679569454964278775527286452144517367612662221
+534353526627122355714626472342682727898778749899399735445996454669998547854485588946568584756638947499584784744552655248763425426553322672644
+315153636631212471456835248373455793465389858667694848699794464598587578997985565596948779769994497966468558585248834266448614566654157515434
+161463265154534313225875878766848784344335446973837877864565776988678556977986976846944849693498857583587487743786348276534515644267714535451
+434673461644175351268237638583258783337898474753377668999877456448745946858574875785596775698988897964593963758722838378585533275133526347341
+535136473457125116753477252624829598833367943875597786845795687969746467559658468489966575788988338588438994989835868642256357521547511236632
+655276434744673453323582688853667474743633585957574996589479975558856456554876496948945569465899936875498655478984746485833335576222134713311
+155555761432367266742748267465396743775463577884544664966958558785566746789764875986976959489597397468797994647632877566477466563473346157351
+136435372337345327434352273653585344739954875948678667786596476895664449954744785668467976794794873977877387583946686624527576326622614176322
+136263422671565755273852437535378673346837769449888895795886745984778767696595684644687559864868499687759737537793855254275265461644257414233
+362535747124322723446348758423773795746365474987855697559965968686985866779585945789774599967549696777694836593456565273857855271635362733514
+167375651264425365563623566287753345473648795679957899585996794587777688795885589458985566665497864749539633574494586424785575561225775434466
+423173553211363354535628532237695559543343884645546766469759458696578567995965879999545645868755846676965875387654344537733488638676531641637
+442422334312135387854436486555346686496766857545765548646688888589895965595569588558546769755864964669459988759353774335364243886564617611737
+546567452426716822725532643589689966883537578648895554467765576598697878757998775787656846975876955955463547976558867856473268343213645675227
+134625134741646833652236355837436443655649879589479497499786668556995996988869896777888846475885549579494746795968456868534826462545475565617
+741436517171555366485478568666488358896675958585586859885569768997697759586985775995897678474776887666878854658945495783324286282856533231716
+235532366541187424242686449395796994498979589545746587757988966765585595557988859585569594487468778894878375533787759588723337222673165711457
+547376272663658764254882544766595694665449997887799495869887987575889759678685565666869996566496555475789696939569589374685342732271333275525
+412512554117842533847438869646334879966594994985789855979966985869589897768757775699986567698998967545796968654789688647248678563886174416356
+734143646331326678533663398569636676437674878947685778697679877567985966677799667669786898565965997755584544748738735565346867885667575173421
+746727774224332222878858359748567676375885446958899779956797558777965996955798986589869675589956999794487665394668757586787656322887317527223
+544743425272585285282323543634783659899476677886546676759678688866857776687858898988765795996549997684888847856378375885254465326248663332745
+447127671422557743372355856339955648865769996496769866588658565668767787876885776896589978659744788597665676443496666442684774642237653263235
+773776126122763255756273679798994753496794854545879876897569675796769679679896677959585589757779959499876564675657866966586684778485454157225
+327711316563666333485734337387866944794876775848466979996876897868787989766696667995967567857776988556775984957649733447236727442563646166514
+417247447624752776323628873994549583675665787948686895997678557978797697766669979876658885955679795655654586836599888888882382645772612526457
+434253664256846856472248954887846475957444554684888767798779868788888977977676967796976875957584985888945999333969778349622324672486572242763
+117324622446856276627886686544334799479875494496668966587559866788798788778867886995869959668995475867995454445445897954542878875648563313113
+141744627622372558545485849386979887695747955647598765658976789678788786998669696687859796955576976679784945855963635839227726476384426454261
+211757643543436326784323786675336935886664488457876897988677998796689878977997798996578678687577559784787746574858953667777423852826312336367
+521367572764745857828844335636487496665654689597975879897959976689869699779766889786785558798557847497844944864475396634722488377683334412743
+141754515753876287544524937695973878566578659745555599586696996879696896697896967666998877596557995549774965558678377679466884536358764321212
+244572763668545874422643454578683539998665998866559599556869968799687877896997777786665655777969747775774777734853745985753668334637745127437
+662657632555547862335264765563634479748577579486995675665997677669797988988767989988756695956579669546596944347856868495888568478328224326662
+762745526484568277627746837445664649944757755475756997569796797978699776766869876987555957866686688855579896463988665967564544258746762561337
+225332657673855562728527337988956585688786889696997977555757767977767896677997776697775878598768748564487899749379443673573823534277512453477
+724146351686352633672738599455869668766657664468795859575976797677977797987886887786988665685895659875487558575395687378223782266755221746233
+141165441278633584664333764756947397498976947977987959578959699698666776967989788995555567867886644698456546576575439835284648388364216515266
+731772242568625624327669384456859337877866745784755665659677887686677866667677969777766775997956869674495985955665546493437824385243667227314
+272375271474678483524777887336868948884967566698889587656768999877699877769776896968855869695665475978969477666475895944742376467254463331455
+446313773645363222263525548345877458597858887494696966678568567866999879987786776896799576997777956854566784765788967894665782588652145667574
+734523111135758438328385369345358486544477996847567975676596896767998686776987798976585995775984866449548747656563346546568827684385672355474
+421655123575374844473267853954973469486959486666667979887586986979678987998897896568796665687747455756478843376469375996343288343622431175416
+466655734254554244272276438955896564899897989585568776856567758577966967686988978669858599587988845868794546648489768633287337278576626721666
+465641251328874535465756985344746999778458897974668978887666985665677677977888569777967875967856996958576986596945994384688576257838534755414
+137437435672643273522636585863359693969787574464887667998688677955668697968768598759765787857775874777579494935354645737485837683832467412745
+467215215261668482656328984483637676687698765496548897885577775976797986679788568559877589657485696984697845643847945382254473782841331366252
+376452342364467444462267898664599379789669766687499958978698959675857785688998857688668798584984894765666986659555967376886535232655272623216
+116162221324347345862748666697685555697686596556644576667958656776877889878687596879565665848685788878987384487894579464245833455544751462242
+442647426464268783254875347855358759585969444949958776858686698795766775889777968679986895555775694747657377668553653385866283428825657163147
+712314366423368238653866358349574733555579849645986858698687579687797587659679759995655589555884586494953763674534334884256335587443637352621
+735512575767765332454528539388733883947658996496666894496956769899698976898797996885876558659967574778753389937573387844728454358745355342651
+336635114224453353382357263365386366449356778847868485947797866979869965569995987886566744485969889596738494689756486856663373874554345672232
+262317422441623686744233746998679484736379784454896887748775986665868765677896988887589787847547556647784995549846665825722557556131312257645
+137366356147417622548635547878745944586557496746988847948559875597789678987977578769596866964785584479983647586487573644736538677173753634472
+554131656567127282263347775267987946473837897868464559545887686567765685886598855986466969975498957655765754648857825785523256687275734641142
+137543676324755375446434454457568396564974959498565577669684446689955596966869564764884667545989564846985584555485645486253588647475263513362
+522411477743563843627238678349599464876554857997999776848956957785466656857869689546689574894887977684344739467395648348824726723134475677515
+225452726126366432566644284435754578593865834995989479796675864594575756667846959946776975988554465376877485769598352743852885844431134244461
+212437746623216424384658288263587793943943888544798645678758966975945757996478749446975547444676473937779743685877253357567785566463753217715
+463576467762116536684356566752587563574374753566656954557669979457878856499889757997657584984967576363987564344782383468347538517142146754755
+336514165253263153353732463342558735349854594754648597474998487844666668594574695497674947875464457754696436686562667638656253273527161543634
+652614626141743557756462473383726533979786883367958958885744469958665944666649945597554996878465637459736648693776236322525245674436462533324
+243412753463135514473852758728847965947699666775848755894879455975985758797664784975688695557688583534847447385652247583747545526113351511355
+242562127556576374435464275265366287344639364537635785945779679978996599856544977675768895537383969663474698333827757846262765553664213711555
+532451661241561651683288432538432778583967478546934578774448945458466898685954687947846796347995549348799789828825286545862854673357351314151
+414161533652566333637877332243328356584474547435339389858647865475775456954667466944884869666757683465736986877455673646862771133131361211623
+334353447175436274731573844236473744498366493796554835454886945849887979658845548554896638766866434756738895864453666526835663332127723531266
+312133255245232134423357654764355235599677585938687863835553789444958969868986445579974734774883573756533424736632586378627754414216536445625
+113354547467163532716726674672252675456647679478699573358688343589587796955578966579636478453777566993778646755678677354276772172725662264414
+456341561142665646146476565562546573547845488755575387498646348785445837894998884987897335395349693366385482576334374886154722335746122243514
+635244355623477551324214782434672573663255684686635659964733559653655347499364657493566385373478953376647486363622754234255736546124365121326
+245626611544522437235126435776242886482685895868466433638483499949487493667677335373986535737447753668233434638742274853442633737137515433665
+664612644472545432277545452584824856254456454787849984853966373944548979365854754375744968799585337976733348376252574225414661562241111535456
+364242511424142626266153765784663485267764423644853398438949375467854476459478486365545469835969592484547542744558237613234763113233641546345
+133436361551452155314761255484432327885362722263336887877783664554998449886875936796336497698456766758757825248583664617764771666666633523111
+141321333416355755442252646228555443626727565574566677798787558574369897548673884859983784567388226648437575445527334767467622137743442316643
+462316533244324422754265277768242256572523425332643676485459476755765384987757585936886554538487827262387265662386152154363635441753644253621
+325455131534256162262463267236647582523458568667673265837543636338765984433556954365483647778425858842343765276654722121152144554143415363143
+116116443325535354643536672152578224376335324564572446488559495364968977774973869976458837244426572685766663822421344365265664151136554236245
+251126214423112635277673522545426364667624355228437457737599769939965587898495537567835757552636462724436842728517714517256615714535424145134
+154255656666213216223644155167322655244445777347484737523825764868585479479438668784584526444764637783282476451262763126372357551644513445154
+434322344622225143117263247361534717858488558282634627773644634464447255773533524284445238446223433857665823175634175643361622416146424634144
+424613135346234115376532727431142253776387768233268532242632682553244585748782543745387627545688677337563827341745416251617111656563655163454
+522256645552336352524573443534141616637676253565378374538283684563325327862632848624846688357644457437462452474766546722374121326341311325512
+453415661252523516527113314337627626452266368455754777265375836744435367275652545425457555736283637546526344216713561554363363453355334166113
+314336546616665564622735151154543544346116352548858776373574535286484227246442785453345747745564673354244464734515354641752324653141224264414
+552331532614411422316562437445625675747636583526262248647583488368276546777332328588584633755254634775453562656775134743334362442564151514124
+352255334466342356241317432711661753636251665333645246426284853324577646526686438278323336763327641264655535777467174351514515565634346653324
+314211534514636116161452664324177655614153554425254374627653754534657358435845766626472332662383317475653241336721676246661444561545445434521
+454255125352534334245346661711737412435733557547462763666828486274357538238673283325832458736855766145471722172625526221124121621532134435452
+224233334263242135232211524725122721244216716646663385458346862672248484525348357567252333553251536146251723437127347263643443626136252435323
+134222332521316264311222446665676576652442377312671232648345755373658752554877235782342647521315227511346216371643425516351313224133523325224
+353432453543322465165343111663574537373723331776511363424448562884478685374256343655172767472662176625351434472632452132363616233514515334325
+354212551441142352134265256552545263111156117575344324162515733146646478837257527473427467431116623544531365533745165363413546213146153233325
+424322142512536425442664245254166213326217611457111626543772775544235655255631636754637743164713743675275647146332525546366553435155431441212
+514341213443464241222414313235326253316354225516517571445157244417275166626736242556342324426133472314256453446515343412661115343122112223513
+335421314222145355144632355242551624363724167461155131121264411544157151265263646372655225524272465436365333211416211326654554341555344243125
+431233252115111553434232552654614251474434162264752742343427245172461261416746751474615316657517566127325126316515536445433511535243531351111
+242223323135514344241524121653433342515663646377215451624265737151376777171115657471741436242261561374762361251632316366665523421551522143125
+512513114344114232624361244253666213154235611355626363677225161776244223147316621172457725675736544246536611634256244656364633452413553143555
+254331131114233234151252345555542323211116335462416753521722423662766714435445311674535423122137136664232455623666331552531113334222313112215
+135342322424251334442555152253524442642225366151172571462613466745143145315674172762345744772144764442336344344532211243333543112344122315542

src/day17/sample.txt

@@ -0,0 +1,13 @@
+2413432311323
+3215453535623
+3255245654254
+3446585845452
+4546657867536
+1438598798454
+4457876987766
+3637877979653
+4654967986887
+4564679986453
+1224686865563
+2546548887735
+4322674655533