題意(原題):
給出起始與目標兩個3*3的矩陣,矩陣內數由0-8組成且互不相同。每次操作可以將0上下左右的任意數與0交換。求到達目標矩陣的最小步數。
思路(請先預習康託展開):
把每個狀態進行康託展開成爲一個數,隨即寬搜即可。
代碼:
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<cstring>
#include<cmath>
using namespace std;
struct node
{
int x,y,deep,a[4][4];
node()
{
x=y=deep=0;
memset(a,0,sizeof(a));
}
}list[410000];
int fx[]={0,-1,1,0,0};
int fy[]={0,0,0,-1,1};
int Ktx[100],jc[100];
bool useAble[100],v[410000];
int Kt(node x)
{
memset(useAble,true,sizeof(useAble));
for(int i=1;i<=3;i++)
for(int j=1;j<=3;j++)
Ktx[(i-1)*3+j]=x.a[i][j]+1;
int ans=0,cnt;
for(int i=1;i<=9;i++)
{
cnt=0;
for(int j=1;j<Ktx[i];j++)
if(useAble[j])
cnt++;
useAble[Ktx[i]]=false;
ans+=cnt*jc[9-i];
}
return ans+1;
}
void memsetjc()
{
jc[0]=1;
for(int i=1;i<=9;i++)
jc[i]=jc[i-1]*i;
}
void swap(int &x,int &y)
{
int t=x;x=y;y=t;
}
int main()
{
memsetjc();
int st,ed,head,tail;
node sxde,edNode;
for(int i=1;i<=3;i++)
for(int j=1;j<=3;j++)
{
scanf("%d",&sxde.a[i][j]);
if(sxde.a[i][j]==0)
sxde.x=i,sxde.y=j;
}
for(int i=1;i<=3;i++)
for(int j=1;j<=3;j++)
{
scanf("%d",&edNode.a[i][j]);
if(edNode.a[i][j]==0)
edNode.x=i,edNode.y=j;
}
st=Kt(sxde);ed=Kt(edNode);
head=1;tail=2;memset(v,true,sizeof(v));list[1]=sxde;
while(head<=tail)
{
node x=list[head];
for(int i=1;i<=4;i++)
{
node y=x;
y.x+=fx[i];y.y+=fy[i];y.deep=x.deep+1;
if(y.x<=3&&y.x>=1&&y.y<=3&&y.y>=1)
{
swap(y.a[y.x][y.y],y.a[x.x][x.y]);
int z=Kt(y);
if(v[z])
{
if(z==ed)
{
printf("%d\n",y.deep);
return 0;
}
v[z]=false;
list[tail++]=y;
}
}
}
head++;
}
return 0;
}