骑士精神（Knight）- NOIP2004模拟试题

一、骑士精神（Knight）

     在一个5×5的棋盘上有12个白色的骑士和12个黑色的骑士， 且有一个空位。在任何时候一个骑士都能按照骑士的走法（它可以走到和它横坐标相差为1，纵坐标相差为2或者横坐标相差为2，纵坐标相差为1的格子）移动到空位上。

        给定一个初始的棋盘，怎样才能经过移动变成如下目标棋盘：

                         

为了体现出骑士精神，他们必须以最少的步数完成任务。

 

输入文件：

第一行有一个正整数T(T<=10)，表示一共有N组数据。接下来有T个5×5的矩阵，0表示白色骑士，1表示黑色骑士，*表示空位。两组数据之间没有空行。

 

输出文件：

对于每组数据都输出一行。如果能在15步以内（包括15步）到达目标状态，则输出步数，否则输出－1。

 

Sample Input

2

10110

01*11

10111

01001

00000

01011

110*1

01110

01010

00100

 

Sample Output

7

-1

源代码如下：

/******************************************************************************************************
 ** Copyright (C) 2011.07.01-2013.07.01
 ** Author: famousDT <[email protected]>
 ** Edit date: 2011-10-22
******************************************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>//abs,atof(string to float),atoi,atol,atoll
#include <math.h>//atan,acos,asin,atan2(a,b)(a/b atan),ceil,floor,cos,exp(x)(e^x),fabs,log(for E),log10
#include <vector>
#include <queue>
#include <map>
#include <time.h>
#include <set>
#include <list>
#include <stack> 
#include <string>
#include <iostream>
#include <assert.h>
#include <string.h>//memcpy(to,from,count
#include <ctype.h>//character process:isalpha,isdigit,islower,tolower,isblank,iscntrl,isprll
#include <algorithm>
using namespace std;

//typedef long long ll;

#define MY_PI acos(-1)
#define MY_MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
#define MY_MIN(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
#define MY_MALLOC(n, type) ((type *)malloc((n) * sizeof(type)))
#define MY_ABS(a) (((a) >= 0) ? (a) : (-(a)))
#define MY_INT_MAX 0x7fffffff
#define LOW_BIT(a) ((a) & (-(a)))//last none zero value

/*==========================================================*\
| IDA*
\*==========================================================*/
#define STEP 15 + 1
const char goal[][6] = {"11111","01111","00*11","00001","00000"};
char s[6][6];
int ans = 0;;
int bound;
int cx[] = {2, 2, 1, 1, -1, -1, -2, -2};
int cy[] = {1, -1, 2, -2, 2, -2, 1, -1};
int h()//与目标有几个骑士不同
{
	int t, i, j;
	for (t = i = 0; i < 5; ++i)
		for (j = 0; j < 5; ++j)
			if (s[i][j] != goal[i][j]) ++t;
	return t;
}
int dfs(int x, int y, int dv, int pre_move)
{
	int hv = h ();
	if (hv + dv > bound) return hv + dv;
	if (hv == 0) {
		ans = 1;
		return dv;
	}
	int next_bound = 0x7fffffff;
	int i;
	for (i = 0; i < 8; ++i) {
		if (i + pre_move == 7) continue;
		int nx = x + cx[i];
		int ny = y + cy[i];
		if (nx >= 0 && nx < 5 && ny >= 0 && ny < 5) {
			swap(s[x][y], s[nx][ny]);
			int new_bound = dfs(nx, ny, dv + 1, i);
			if (ans) return new_bound;
			next_bound = MY_MIN(new_bound, next_bound);
			swap(s[x][y], s[nx][ny]);
		}
	}
	return next_bound;
}
void IDA_star(int sx, int sy)
{
	ans = 0;
	bound = h();
	while (!ans && bound <= STEP)
		bound = dfs(sx, sy, 0, -STEP);
}
int main()
{
    FILE *in,*out;
    ans = 0;
    in = fopen("Knight.in","rt");
    out = fopen("Knight.out","wt");
	int cases;
	int i, j, sx, sy;
	char c;
	fscanf(in, "%d%c", &cases, &c);
	while (cases--) {
		for (i = 0; i < 5; ++i) fscanf(in, "%s", s[i]);
		for (i = 0; i < 5; ++i) {
			for (j = 0; j < 5; ++j) {
				if (s[i][j] == '*') {
					sx = i;
					sy = j;
					break;
				}
			}
			if (j < 5) break;
		}
		IDA_star(sx, sy);
		if (ans) fprintf(out, "%d\n", bound);
		else fprintf(out, "-1\n");
	}
	system("pause");
	fclose(in);
    fclose(out);
    return 0;
}