HDOJ 1195 Open the Lock--BFS

HDOJ 1195 Open the Lock--BFS

题目： http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1195

问题大意：有一个四位的数字，要用最少的变化次数将其变成目标数字，变换方式三种，每次只能使用一种变换方式，对一位进行操作。

算法大意：
    1.和洋葱同学讨论之后， 直接把每一步的所有情况穷举出来，因为每一步实际上只有11种方式而已，这样之后，就有了一个新的状态，然后在此状态上继续穷举，直到达到目标状态。
    2.利用BFS可以方便的遍历到没一步的所有状态，把每一步新的状态压入队列中。
    3.记录每一个新的状态，当下次遍历到的时候，即可直接跳过。

源代码：

  1  /*
  2     算法思想：利用BFS进行穷举。从一步穷举到N步。
  3     剪掉重复的很重要
  4     catch 中有些设计上的失误
  5  */
  6  #include < iostream >
  7  #include < queue >
  8  using   namespace  std;
  9  int  s[ 4 ],ds[ 4 ];
 10 
 11 
 12  int  BfsSearch( int  vist[])
 13  {
 14      queue < int > q;
 15       int  tmp[ 5 ];
 16      int  step = 0 ;
 17 
 18      q.push(s[ 0 ]);
 19      q.push(s[ 1 ]);
 20      q.push(s[ 2 ]);
 21      q.push(s[ 3 ]);
 22      q.push( 0 );
 23 
 24       while ( ! q.empty())
 25      {
 26           int  a,b,c,d;
 27          
 28          a = tmp[ 0 ] = q.front();
 29          q.pop();
 30              b = tmp[ 1 ] = q.front();
 31          q.pop();
 32          c = tmp[ 2 ] = q.front();
 33          q.pop();
 34          d = tmp[ 3 ] = q.front();
 35          q.pop();
 36                  step = q.front();
 37          q.pop();
 38 
 39           for ( int  i = 0 ;i < 11 ;i ++ )
 40          {
 41               switch (i)
 42              {
 43                 case   0 :
 44                    {
 45                        if (tmp[ 0 ] > 8 ) a = 1 ;
 46                         else  a ++ ;
 47                        b = tmp[ 1 ];c = tmp[ 2 ];d = tmp[ 3 ];
 48                    } break ;
 49                 case   1 :
 50                    {
 51                         if (tmp[ 1 ] > 8 ) b = 1 ;
 52                         else  b ++ ;
 53                        a = tmp[ 0 ];c = tmp[ 2 ];d = tmp[ 3 ];
 54                    } break ;
 55                 case   2 :
 56                    {
 57                         if (tmp[ 2 ] > 8 ) c = 1 ;
 58                         else  c ++ ;
 59                        a = tmp[ 0 ];b = tmp[ 1 ];d = tmp[ 3 ];
 60                    } break ;
 61                 case   3 :
 62                    {
 63                         if (tmp[ 3 ] > 8 ) d = 1 ;
 64                         else  d ++ ;
 65                        a = tmp[ 0 ];b = tmp[ 1 ];c = tmp[ 2 ];
 66                    } break ;
 67                 case   4 :
 68                    {
 69                        
 70                         if (tmp[ 0 ] < 2 ) a = 9 ;
 71                         else  a -- ;
 72                        b = tmp[ 1 ];c = tmp[ 2 ];d = tmp[ 3 ];
 73                    } break ;
 74                 case   5 :
 75                    {
 76                         if (tmp[ 1 ] < 2 ) b = 9 ;
 77                         else  b -- ;
 78                        a = tmp[ 0 ];c = tmp[ 2 ];d = tmp[ 3 ];
 79                    } break ;
 80                 case   6 :
 81                     {
 82                         if (tmp[ 2 ] < 2 ) c = 9 ;
 83                         else  c -- ;
 84                        a = tmp[ 0 ];b = tmp[ 1 ];d = tmp[ 3 ];
 85                    } break ;
 86                 case   7 :
 87                     {
 88                         if (tmp[ 3 ] < 2 ) d = 9 ;
 89                         else  d -- ;
 90                        a = tmp[ 0 ];b = tmp[ 1 ];c = tmp[ 2 ];
 91                    } break ;
 92                 case   8 :
 93                    {
 94                         int  t;
 95                        a = tmp[ 0 ];
 96                        b = tmp[ 1 ];
 97                        c = tmp[ 2 ];
 98                        d = tmp[ 3 ];
 99                         if (a == b)  continue ;
100                        t = a;
101                        a = b;
102                        b = t;
103                    } break ;
104                 case   9 :
105                     {
106                         int  t;
107                        a = tmp[ 0 ];
108                        b = tmp[ 1 ];
109                        c = tmp[ 2 ];
110                        d = tmp[ 3 ];
111 
112                         if (b == c)  continue ;
113                        t = b;
114                        b = c;
115                        c = t;
116                     } break ;
117                 case   10 :
118                    {
119                         int  t;
120                        a = tmp[ 0 ];
121                        b = tmp[ 1 ];
122                        c = tmp[ 2 ];
123                        d = tmp[ 3 ];
124 
125                         if (c == d)  continue ;
126                        t = c;
127                        c = d;
128                        d = t;
129                    } break ;
130              } // switch
131 
132             
133               if (a == ds[ 0 ] && b == ds[ 1 ] && c == ds[ 2 ] && d == ds[ 3 ])
134             {
135                  return  step + 1 ;
136             }
137         
138               if (vist[d + c * 10 + b * 100 + a * 1000 ]) // 如果重复则不压入队列 很重要
139              {
140                   continue ;
141              }
142              else
143             {
144                
145                 vist[d + c * 10 + b * 100 + a * 1000 ] = 1 ;
146                 q.push(a);
147                 q.push(b);
148                 q.push(c);
149                 q.push(d);
150                 q.push(step + 1 );
151             } // else
152 
153          } // for
154 
155      } // while
156 
157  } // bfs
158 
159  int  main()
160  {
161 
162       int  t,k;
163       int  m,n;
164      cin >> t;
165       while (t -- )
166      {
167           int  vist[ 10000 ] = { 0 };
168          cin >> m >> n;
169          s[ 0 ] = m / 1000 ;
170          s[ 1 ] = m / 100 % 10 ;
171          s[ 2 ] = m / 10 % 10 ;
172          s[ 3 ] = m % 10 ;
173 
174          ds[ 0 ] = n / 1000 ;
175          ds[ 1 ] = n / 100 % 10 ;
176          ds[ 2 ] = n / 10 % 10 ;
177          ds[ 3 ] = n % 10 ;
178      
179        k = BfsSearch(vist);
180        cout << k << endl;
181      }
182 
183 
184       return   0 ;
185  }

 
个人体会：BFS的应用真是神奇。