Yours和zero在研究A*启发式算法.拿到一道经典的A*问题,但是他们不会做,请你帮他们.
问题描述
在3×3的棋盘上,摆有八个棋子,每个棋子上标有1至8的某一数字。棋盘中留有一个空格,空格用0来表示。空格周围的棋子可以移到空格中。要求解的问题是:给出一种初始布局(初始状态)和目标布局(为了使题目简单,设目标状态为123804765),找到一种最少步骤的移动方法,实现从初始布局到目标布局的转变。
输入初试状态,一行九个数字,空格用0表示
只有一行,该行只有一个数字,表示从初始状态到目标状态需要的最少移动次数(测试数据中无特殊无法到达目标状态数据)
283104765
4
初始状态经过一步生成新的状态,这些状态又经过一步生成新的状态,就这样生成下去,总会找到目标状态,而且是最少次数的,因为我们每一次都会把X步能走的的找完,没有就查看X+1步的。这就是BFS。
当一个状态1生成状态2之后,状态2又可能生成状态1,状态1又生成状态2,产生了死循环,所以需要判重,我用了康托展开。
#include <stdio.h> #include <string.h> const int B[4]={-3,-1,1,3}; struct node { int s_t[10]; //当前状态 long ans; //当前步数 }d[555555]; //队列 char s[10]; bool Hash[400000]={0}; //Hash int e_t[10]={0,1,2,3,8,0,4,7,6,5},tmp[10]; //目标状态,临时变量 long Jst(int n) //求阶乘 { if(n==0) return 0; long jst=1; for(int i=1;i<=n;i++) jst*=i; return jst; } long Kto(int s[]) //康拓展开 { long hs=0;int co=0; bool h[9]={0}; for(int i=1;i<=8;i++) { co=0; for(int k=s[i]-1;k>=0;k--) if(!h[k]) co++; //它前面的有几个比它小? h[s[i]]=1; hs+=(co*Jst(9-i)); } return hs+1; //康拓展开的规则,最后一定要加1 } bool Flag(int a,int b) { if((a==1 && b==-1) || (a==1 && b==-3)) return 0; if((a==2 && b==-3)) return 0; if((a==3 && b==1) || (a==3 && b==-3)) return 0; if((a==4 && b==-1)) return 0; if((a==6 && b==1)) return 0; if((a==7 && b==3) ||(a==7 && b==-1)) return 0; if((a==8 && b==3)) return 0; if((a==9 && b==1) || (a==9 && b==3)) return 0; return 1; } int main() { int count=0; scanf("%s",s); for(int i=0;i<9;i++) { d[1].s_t[i+1]=s[i]-'0'; tmp[i+1]=s[i]-'0'; } d[1].ans=0; Hash[Kto(tmp)]=1; long head=1,tail=1; //队列初始化 int b;bool flag; while(head<=tail) { for(int i=1;i<=9;i++) tmp[i]=d[head].s_t[i];//取队首 for(int i=0;i<=3;i++) { for(int j=1;j<=9;j++) if(tmp[j]==0) { b=j; break; } //找0的位置 if(!Flag(b,B[i])) continue; //是否越界 int t=tmp[b];tmp[b]=tmp[b+B[i]];tmp[b+B[i]]=t; //移动 flag=0; for(int j=1;j<=9;j++) if(tmp[j]!=e_t[j]) { flag=1; break; } //判断是否到达目标状态 if(!flag) break; long hs=Kto(tmp); if(Hash[hs]==0) //判重 { Hash[hs]=1; tail++; for(int j=1;j<=9;j++) d[tail].s_t[j]=tmp[j]; //入队 d[tail].ans=d[head].ans+1; //是谁生成了它,便在它的步数上加1作为自己的步数 } t=tmp[b];tmp[b]=tmp[b+B[i]];tmp[b+B[i]]=t; //换回来供他人使用 } head++; if(!flag) break; } printf("%ld\n",d[head].ans+1); return 0; }