暑假专题训练一::搜索 POJ 1077 八数码 ——再做八数码 双向广度优先搜索
被称为不做人生不完整的题，昨天用A*过了，晚上请教了yayamao大神双向广搜的精髓，今天决定用双广实现一下。从时间效率来看，用双广实现似乎比A*略微慢一点，不过从应用的广度来看，双向广度优先搜索显然比A*用得要广，所以学会双广是很有意义的。总结一下几种搜索算法吧
BFS
DFS
一般都是这两种
DBFS
在一个节点扩展出来的子节点特别多时使用
A*在特殊的问题上面使用，范围窄
IDA*，基本用不着，不学了。。。读研以后再说吧
现在好好熟悉前三种就好了，搜索万岁！
//八数码问题双向广搜实现
//2010年7月11日17:29:58
//coded by abilitytao
#include < iostream >
#include
<
algorithm
>
#include
<
cstring
>
#include
<
queue
>
#include
<
map
>
using
namespace
std;
char
s[
50
],t[
50
];
int
initpos;
char
in
[
100
];
int
can
=
0
;
//
能不能搜索到结果
int
midcode;
struct
node
{
char s[12]; int step; int pos;
}
;
int
const
maxn
=
400000
;node Front_Q[maxn];node Back_Q[maxn];
int
Front_Hash[maxn];
int
Back_Hash[maxn];
int
Front_pre[maxn];
int
Front_dir[maxn];
int
Back_pre[maxn];
int
Back_dir[maxn];
int
factor[
8
]
=
{1,2,6,24,120,720,5040,40320}
;
int
num[
9
]
=
{2,3,2,3,4,3,2,3,2}
;
//
指示每个位置可以移动的方向数
int
dirn[
9
][
4
]
=
{
{1,2}, {1,2,3}, {2,3}, {0,1,2}, {0,1,2,3}, {0,2,3}, {0,1}, {0,1,3}, {0,3}}
;
int
cal(
char
s[])
//
计算全排列的哈希值(hashcode)
{ int i,j,cnt,res=0; for(i=1;i<9;i++) { cnt=0; for(j=0;j<i;j++) if(s[j]>s[i])cnt++; cnt*=factor[i-1]; res+=cnt;
} return res;}
bool
check(
char
s[])
//
检测目标状态是否可达
{ int i,j,cnt,res=0; for(i=1;i<9;i++) { if(s[i]=='0') continue; cnt=0; for(j=0;j<i;j++) if(s[j]>s[i])cnt++; res+=cnt; } if((res%2)==0) return true; else return false;}
void
input()
{ can=0; memset(Front_Hash,0,sizeof(Front_Hash)); memset(Back_Hash,0,sizeof(Back_Hash)); int pos=0; int len=strlen(in); for(int i=0;i<len;i++) { if(in[i]=='x') { initpos=pos; s[pos++]='0'; } else if(in[i]>='1'&&in[i]<='8') s[pos++]=in[i]; } in[pos]='0';}
int
change(
char
s[],
int
op,
int
pos)
//
互换位置，返回换后的空格位置
{ int end; if(op==0)end=pos-3; else if(op==1)end=pos+1; else if(op==2)end=pos+3; else if(op==3)end=pos-1; char t=s[pos]; s[pos]=s[end]; s[end]=t; return end;//返回调整后空格的位置}
void
DBFS()
{ int Fl=1; int Fr=1; node tnode; strcpy(tnode.s,s); tnode.step=0; tnode.pos=initpos; Front_Hash[cal(tnode.s)]=1; Front_pre[cal(tnode.s)]=-1; Front_dir[cal(tnode.s)]=-1; Front_Q[1]=tnode; //init int Bl=1; int Br=1; strcpy(tnode.s,t); tnode.step=0; tnode.pos=8; Back_Hash[cal(tnode.s)]=1; Back_pre[cal(tnode.s)]=-1; Back_dir[cal(tnode.s)]=-1; Back_Q[1]=tnode; //init while(Fl<=Fr||Bl<=Br) { node New_node; int step=Front_Q[Fl].step; while(Fl<=Fr&&step==Front_Q[Fl].step) { int len=num[Front_Q[Fl].pos]; for(int i=0;i<len;i++) { int pos=Front_Q[Fl].pos; New_node=Front_Q[Fl]; New_node.pos=change(New_node.s,dirn[New_node.pos][i],New_node.pos); New_node.step++; int code=cal(New_node.s); if(Front_Hash[code]) continue; Front_Hash[code]=1; Front_pre[code]=cal(Front_Q[Fl].s); Front_dir[code]=dirn[pos][i]; Fr++; Front_Q[Fr]=New_node; if(Back_Hash[code]) { can=1; midcode=code; return; } } Fl++; } step=Back_Q[Bl].step; while(Bl<=Br&&step==Back_Q[Bl].step) { int len=num[Back_Q[Bl].pos]; for(int i=0;i<len;i++) { int pos=Back_Q[Bl].pos; New_node=Back_Q[Bl]; New_node.pos=change(New_node.s,dirn[New_node.pos][i],New_node.pos); New_node.step++; int code=cal(New_node.s); if(Back_Hash[code]) continue; Back_Hash[code]=1; Back_pre[code]=cal(Back_Q[Bl].s); Back_dir[code]=dirn[pos][i]; Br++; Back_Q[Br]=New_node; if(Front_Hash[code]) { can=1; midcode=code; return; } } Bl++; } }}
void
output()
{ int ans[1000]; int k=0; int p=midcode; int scode=cal(s); int tcode=cal(t); while(p!=scode) { ans[k++]=Front_dir[p]; p=Front_pre[p]; } for(int i=k-1;i>=0;i--) { if(ans[i]==0)printf("u"); else if(ans[i]==1)printf("r"); else if(ans[i]==2)printf("d"); else if(ans[i]==3)printf("l"); } p=midcode; while(p!=tcode) { if(Back_dir[p]==0)printf("d"); else if(Back_dir[p]==1)printf("l"); else if(Back_dir[p]==2)printf("u"); else if(Back_dir[p]==3)printf("r"); p=Back_pre[p]; } printf("\n");}
int
main()
{ while(gets(in)) { input(); strcpy(t,"123456780"); if(!check(s)) { printf("unsolvable\n"); continue; } DBFS(); if(can) output(); else printf("unsolvable\n"); } return 0;}