黑白棋

黑白棋游戏

Description

【问题描述】 
黑白棋游戏的棋盘由4×4方格阵列构成。棋盘的每一方格中放有1枚棋子，共有8枚白棋子和8枚黑棋子。这16枚棋子的每一种放置方案都构成一个游戏状态。在棋盘上拥有1条公共边的2个方格称为相邻方格。一个方格最多可有4个相邻方格。在玩黑白棋游戏时，每一步可将任何2个相邻方格中棋子互换位置。对于给定的初始游戏状态和目标游戏状态，编程计算从初始游戏状态变化到目标游戏状态的最短着棋序列。 
【输入】 
输入文件共有8行。前四行是初始游戏状态，后四行是目标游戏状态。每行4个数分别表示该行放置的棋子颜色。“0”表示白棋；“1”表示黑棋。 
【输出】 
输出文件的第一行是着棋步数n。接下来n行，每行4个数分别表示该步交换棋子的两个相邻方格的位置。例如，abcd表示将棋盘上(a，b)处的棋子与(c，d)处的棋子换位。 

Input

1111
0000 
1110 
0010 
1010 
0101 
1010 
0101 

Output

4 
1222 
1424 
3242 
4344

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<cmath>
#include<algorithm>
using namespace std;
int n,m,start[10][10],end[10][10];
int queue[3000000],step[3000000],f1[10][10],f2[10][10];
int pd[70000];
int pre[3000000],c1[3000000],c2[3000000],c3[3000000],c4[3000000];
int xl[10]={0,-1,0,1},yl[10]={1,0,-1,0};
int startn,endn,i,j,k,head,tail;
int pd1()
{
int a=0;
for (int k=1;k<=4;k++)
for (int h=1;h<=4;h++)
 if (f2[k][h]==1)
  a=a|1<<((k-1)*4+h-1);
return a;
}
void dfs(int x)
{
if (pre[x]==0)
return ;
dfs(pre[x]);
printf("%d%d%d%d\n",c1[x],c2[x],c3[x],c4[x]);
}
int main()
{
freopen("game.in","r",stdin);
freopen("game.out","w",stdout);
for (i=1;i<=4;i++)
 {
  char s[10]; gets(s);
  for (j=1;j<=4;j++)
  {
    start[i][j]=s[j-1]-48;
    if (s[j-1]==49)
     startn=startn|1<<((i-1)*4+j-1);
  }
 }
    for (i=1;i<=4;i++)
 {
  char s[10]; gets(s);
  for (j=1;j<=4;j++)
  {
    end[i][j]=s[j-1]-48;
    if (s[j-1]==49)
     endn=endn|1<<((i-1)*4+j-1);
  }
 }
tail++; queue[tail]=startn; step[tail]=0; pd[startn]=1;
while (head<tail)
{
head++;
for (i=1;i<=4;i++)
for (j=1;j<=4;j++)
 if (queue[head]>>((i-1)*4+j-1)&1)
  f2[i][j]=f1[i][j]=1;
 else
  f2[i][j]=f1[i][j]=0;
for (i=1;i<=4;i++)
for (j=1;j<=4;j++)
 if (f1[i][j]!=end[i][j])
  {
   for (int l=0;l<=3;l++)
    {
    int xx=i+xl[l],yy=j+yl[l];
    if (xx<=4&&xx>=1&&yy<=4&&yy>=1)
    {
      if (f1[xx][yy]==end[i][j])
       {
        swap(f2[xx][yy],f2[i][j]);
        int v=pd1();
        if (pd[v]==0)
        {
        tail++;
        queue[tail]=v; 
        step[tail]=step[head]+1;
        pd[v]=1;
        pre[tail]=head;  c1[tail]=i; c2[tail]=j; c3[tail]=xx; c4[tail]=yy;//存储这一步交换的两个棋子的坐标和前一状态的下标
        if (v==endn)
         {
          printf("%d\n",step[tail]);
          dfs(tail);//注意最小步数可能有多种方案，这里只是随机输出了一组
          return 0;
         }
        }
        swap(f2[xx][yy],f2[i][j]);
       }
     }
    }
  }
}
}