ZOJ 3814 Sawtooth Puzzle 状态压缩搜索

由于一个框框只有4种状态,总状态数只有4^9,bfs可解。

麻烦的地方就在于模拟。

我的状态的存法是,将初始状态看做000000000,若顺时针旋转一次就+1, 3+1=0。

bfs的过程中,需要套一个dfs计算旋转当前框框会影响到哪些框。

有个地方要注意,就是目标状态其实不止一种,因为有些框框旋转之后不变,我们必须把所有可能的目标状态都计算出来,样例的中间那个框框就是这种情况。


#include <iostream>
#include<cstdio>
#include<algorithm>
#include<cstring>
#include<vector>
#include<string>
#include<map>
#include<queue>
using namespace std;
#define maxn 100005
int h[15];
struct node
{
    int x,dis;
}t,f;
char st[10][10][10];
char ed[10][10][10];
char tst[10][10];
char tzf[10][10];
vector<int> fin[15];
int edge[10][4];
struct fuck
{
    int to,turn;
    fuck(int a,int b){to=a;turn=b;}
    fuck(){}
}v[20];
int top;
bool use[15];
bool FINAL[1111111];
void cal(int now)
{
    memcpy(tst,st[now],sizeof(st[now]));
    for(int d=0;d<4;d++)
    {
        if(memcmp(tst,ed[now],sizeof(tst))==0) {fin[now].push_back(d);}
        for(int i=0;i<8;i++)
        {
            for(int j=0;j<8;j++)
            {
                tzf[j][8-i-1]=tst[i][j];
            }
        }
        memcpy(tst,tzf,sizeof(tzf));
    }
}
bool vis[1111111];
int Turn[9];
bool isok(int x,int y)
{
    return x>=0&&x<3&&y>=0&&y<3;
}
int dx[]={0,-1,0,1};
int dy[]={-1,0,1,0};
int op(int a,int b)
{
    if(a-b>=0) return a-b;
    return 3-(b-a-1);
}
bool can(int a,int b,int d)
{
    if(d==0&&edge[a][op(0,Turn[a])]&&edge[b][op(2,Turn[b])]) return true;
    if(d==1&&edge[a][op(1,Turn[a])]&&edge[b][op(3,Turn[b])]) return true;
    if(d==2&&edge[a][op(2,Turn[a])]&&edge[b][op(0,Turn[b])]) return true;
    if(d==3&&edge[a][op(3,Turn[a])]&&edge[b][op(1,Turn[b])]) return true;
    return false;
}
void dfs(int x,int y,int flag)
{
    v[top++]=fuck(x*3+y,flag);
    for(int d=0;d<4;d++)
    {
        int nx=x+dx[d];
        int ny=y+dy[d];
        if(isok(nx,ny)&&use[nx*3+ny]==0&&can(x*3+y,nx*3+ny,d))
        {
            use[nx*3+ny]=true;
            dfs(nx,ny,-flag);
        }
    }
}
void bfs()
{
    memset(Turn,0,sizeof(Turn));
    memset(vis,0,sizeof(vis));
    vis[0]=true;
    queue<node> q;
    f.dis=0;f.x=0;
    q.push(f);
    while(!q.empty())
    {
        f=q.front();q.pop();
        for(int i=0;i<9;i++) Turn[i]=(f.x/h[9-i-1])%4;

        for(int d=0;d<9;d++)
        {
            t=f;
            t.dis++;
            top=0;
            memset(use,0,sizeof(use));
            use[d]=1;
            dfs(d/3,d%3,1);
            int tmp=t.x;
            for(int i=0;i<top;i++)
            {
                int g=(tmp/h[9-v[i].to-1])%4;
                t.x-=g*h[9-v[i].to-1];
                g+=v[i].turn;
                if(g==4) g=0;
                else if(g==-1) g=3;
                t.x+=g*h[9-v[i].to-1];
            }
            if(FINAL[t.x]) {printf("%d\n",t.dis);return;}
            if(vis[t.x]==false)
            {
                vis[t.x]=true;
                q.push(t);
            }
        }
    }
    puts("-1");
}
int tot;
void dfs2(int now,int s)
{
    if(now==9)
    {
        FINAL[s]=true;
        tot++;
        return;
    }
    for(int i=0;i<fin[now].size();i++)
    {
        dfs2(now+1,s+fin[now][i]*h[9-now-1]);
    }
}
int main()
{
    h[0]=1;
    for(int i=1;i<=10;i++)
    {
        h[i]=h[i-1]*4;
    }
    int cas;
    scanf("%d",&cas);
    while(cas--)
    {
        memset(FINAL,0,sizeof(FINAL));
        for(int i=0;i<10;i++) fin[i].clear();
        for(int t=0;t<=6;t+=3)
        {
            for(int i=0;i<8;i++)
            {
                for(int k=t;k<t+3;k++)
                {
                    scanf("%s",st[k][i]);
                }
            }
        }
        for(int t=0;t<=6;t+=3)
        {
            for(int i=0;i<8;i++)
            {
                for(int k=t;k<t+3;k++)
                {
                    scanf("%s",ed[k][i]);
                }
            }
        }
        for(int i=0;i<9;i++)
        {
            for(int j=0;j<4;j++)
            {
                scanf("%d",&edge[i][j]);
            }
        }
        for(int k=0;k<9;k++)
            cal(k);

        tot=0;
        dfs2(0,0);
        if(tot==0) puts("-1");
        else if(FINAL[0]) puts("0");
        else bfs();
    }
    return 0;
}


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