Advent of R: Dia 11

Polvo-dumbo (A)

O dia 11 do AoC foi bastante complicado e o meu código talvez tenha ficado pior ainda. As instruções eram até simples: recebemos uma matriz 10x10 com os níveis de energia de 100 polvos-dumbo e precisávamos acompanhar seus níveis de energia ao longo de 100 iterações. As regras eram as seguintes:

• Primeiro, o nível de energia de cada polvo sobe em 1.

• Depois, qualquer polvo com nível de energia maior que 9 emite luz (pisca). Isso aumenta o nível de energia de todos os polvos adjacentes em 1, incluindo os adjacentes diagonalmente. Se isso causar um polvo a atingir um nível de energia maior que 9, ele também pisca. Esse processo continua conforme mais polvos passam do nível de energia 9. Um polvo só pode piscar uma vez por passo e não pode subir mais nenhum nível de energia a partir daí.

• Finalmente, todos os polvos que piscaram durante este passo têm seus níveis de energia ajustados para 0 (já que ele usou toda a sua energia para piscar).

Meu código seguia esse procedimento à risca e precisou de 3 loops aninhados para funcionar. O truque mais importante foi criar um clone dos polvos que marcava todos os polvos que já tinham piscado para garantir que nenhum deles ganharia mais energia durante aquele passo; este mecanismo envolvia marcar um polvo que piscava com 0 e um polvo que tinha piscado em qualquer ponto anterior do loop com -1 (para que ele não fosse contado duas vezes). O resultado final deveria ser o número de piscadas totais depois dos 100 passos.

# Ler matriz
dumbo <- "data-raw/11a_dumbo_octopus.txt" |>
  readr::read_table(col_names = FALSE) |>
  tidyr::separate(X1, paste0("C", 0:10), "") |>
  dplyr::select(-C0) |>
  dplyr::mutate_all(as.numeric) |>
  as.matrix()

# Iterar nos 100 passos
flashes <- 0
for (k in 1:100) {

  # Aumentar níveis de energia
  dumbo <- (dumbo + 1) %% 10

  # Adicionar energia aos polvos cujos vizinhos piscaram
  flag <- FALSE
  while(!flag) {

    # Contar piscadas
    flashes <- flashes + sum(dumbo == 0)

    # Adicionar energia aos polvos adjacentes a piscadas
    dumbo_ <- dumbo
    for (i in 1:10) {
      for (j in 1:10) {

        # Índices dos vizinhos
        i1 <- i - 1
        i2 <- min(i + 1, 10)
        j1 <- j - 1
        j2 <- min(j + 1, 10)

        # Adicionar energia nos índices (exceto no centro)
        if (dumbo[i, j] == 0) {
          dumbo_[i1:i2, j1:j2] <- dumbo_[i1:i2, j1:j2] + 1
          dumbo_[i, j] <- dumbo_[i, j] - 1
        }
      }
    }

    # Separar piscadas anteriores dos que piscaram na última iteração
    dumbo <- ifelse(dumbo == -1, 0, dumbo)

    # Sobrescrever as piscadas com 0 (eles não podem receber mais energia)
    dumbo <- ifelse(dumbo == 0, 0, dumbo_)

    # Verificar se o passo atual acabou
    if (!any(dumbo > 9)) {
      flag <- TRUE
    } else {

      # Prevenir piscadas antigas de serem contadas de novo
      dumbo <- ifelse(dumbo == 0, -1, dumbo)
      dumbo <- ifelse(dumbo > 9, 0, dumbo)
    }
  }
}

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flashes
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Polvo-dumbo (B)

Felizmente o segundo item o exercício de hoje foi bem mais simples. Eventualmente todos os polvos entram em sincronia, ou seja, passam a piscar todos juntos; o nosso objetivo era descobrir em que passo isso acontecia. A única coisa que precisei fazer com o código do item anterior foi ignorar o limite de passos e criar uma verificação para quando todos os polvos atingiam 0 de energia juntos.

# Ler matriz
dumbo <- "data-raw/11b_dumbo_octopus.txt" |>
  readr::read_table(col_names = FALSE) |>
  tidyr::separate(X1, paste0("C", 0:10), "") |>
  dplyr::select(-C0) |>
  dplyr::mutate_all(as.numeric) |>
  as.matrix()

# Iterar em 1000 passos
for (k in 1:1000) {
  print(k)

  # Aumentar níveis de energia
  dumbo <- (dumbo + 1) %% 10

  # Adicionar energia aos polvos cujos vizinhos piscaram
  flag <- FALSE
  while(!flag) {

    # Adicionar energia aos polvos adjacentes a piscadas
    dumbo_ <- dumbo
    for (i in 1:10) {
      for (j in 1:10) {

        # Índices dos vizinhos
        i1 <- i - 1
        i2 <- min(i + 1, 10)
        j1 <- j - 1
        j2 <- min(j + 1, 10)

        # Adicionar energia nos índices (exceto no centro)
        if (dumbo[i, j] == 0) {
          dumbo_[i1:i2, j1:j2] <- dumbo_[i1:i2, j1:j2] + 1
          dumbo_[i, j] <- dumbo_[i, j] - 1
        }
      }
    }

    # Separar piscadas anteriores dos que piscaram na última iteração
    dumbo <- ifelse(dumbo == -1, 0, dumbo)

    # Sobrescrever as piscadas com 0 (eles não podem receber mais energia)
    dumbo <- ifelse(dumbo == 0, 0, dumbo_)

    # Verificar se o passo atual acabou
    if (!any(dumbo > 9)) {
      flag <- TRUE
    } else {

      # Prevenir piscadas antigas de serem contadas de novo
      dumbo <- ifelse(dumbo == 0, -1, dumbo)
      dumbo <- ifelse(dumbo > 9, 0, dumbo)
    }
  }

  # Parar se todos os polvos tiverem piscado
  if (all(dumbo %in% c(0, -1))) {
    break()
  }
}

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k
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