wikioi-天梯-普及一等-bfs-1004：四子连棋

题目描述 Description

在一个4*4的棋盘上摆放了14颗棋子，其中有7颗白色棋子，7颗黑色棋子，有两个空白地带，任何一颗黑白棋子都可以向上下左右四个方向移动到相邻的空格，这叫行棋一步，黑白双方交替走棋，任意一方可以先走，如果某个时刻使得任意一种颜色的棋子形成四个一线（包括斜线），这样的状态为目标棋局。

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输入描述 Input Description

从文件中读入一个4*4的初始棋局，黑棋子用B表示，白棋子用W表示，空格地带用O表示。

输出描述 Output Description

用最少的步数移动到目标棋局的步数。

样例输入 Sample Input

BWBO
WBWB
BWBW
WBWO

样例输出 Sample Output

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类型：图论  难度：2

题意：一个4*4的棋盘，上面有7黑7白和两个空格，每次移动中，可以将黑白移动到上下左右的空格处，黑白交替走，任一方可先走。问至少走几步，可以使同样颜色的棋子在一列（横竖斜均可）

分析：比较明显的广搜题。即维护一个队列，初始化时，先将当前棋盘入队，每次取队头的状态并出队，然后遍历从这个状态的所有下一个状态并入队，若下个状态满足要求，输出最少的步数。因为使用队列，所以先入队的状态的步数一定小于后入队的，所以第一次找到的满足要求的状态即为最小步数。

几点注意：

1、需要维护一个hash表，记录已经遍历的状态，每次有新状态时在表中找是否出现过

2、由于有2个空格，所以一个状态最多会产生8个新状态。

3、注意黑白棋走，我就是没注意到这点结果错了好几次。我用另一个队列记录每个状态的移动的棋子加以判定。

代码：

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<string>
#include<map>
#include<queue>
#include<cstdio>
using namespace std;

string m;
map<string,int> in;
queue<string> st;
queue<char> pre;
int dir[4][2] = {{-1,0},{1,0},{0,1},{0,-1}};

bool isfinish(string a)
{
    int cnt1,cnt2;
    for(int i=0; i<4; i++)
    {
        cnt1 = cnt2 = 1;
        for(int j=1; j<4; j++)
        {
            if(a[i*4+j]==a[i*4]) cnt1++;
            if(a[j*4+i]==a[i]) cnt2++;
        }
        if(cnt1==4 || cnt2==4) return 1;
    }
    cnt1 = cnt2 = 1;
    for(int i=1; i<4; i++)
    {
        if(a[i*5]==a[0]) cnt1++;
        if(a[i*3+3]==a[3]) cnt2++;
    }
    if(cnt1==4 || cnt2==4) return 1;
    return 0;
}

void print(char c,string a)
{
    for(int i=0; i<4; i++)
        cout<<c<<a.substr(i*4,4)<<endl;
}

int main()
{
    for(int i=0; i<4; i++)
    {
        string tmp;
        cin>>tmp;
        m += tmp;
    }
    st.push(m);
    pre.push(0);
    in[m] = 1;
    
    int ans = 0;
    while(!st.empty())
    {
        string now = st.front();
        int pren = pre.front();
        st.pop();
        pre.pop();
        //cout<<in[now]<<endl;
        //print(' ',now);
        if(isfinish(now))
        {
            ans = in[now]-1;
            break;
        }
        for(int i=0; i<16;i++)
        {
            if(now[i]=='O')
            {
                int x = i/4;
                int y = i%4;
                int nx,ny;
                for(int j=0; j<4; j++)
                {
                    nx = x+dir[j][0];
                    ny = y+dir[j][1];
                    if(nx<0 || nx>3 || ny<0 || ny>3)
                        continue;
                    if(now[nx*4+ny] == pren)
                        continue;
                    string next = now;
                    next[i] = next[nx*4+ny];
                    next[nx*4+ny] = 'O';
                    if(in[next]) continue;
                    in[next] = in[now]+1;
                    st.push(next);
                    pre.push(next[i]);
                    
                    //cout<<"\t"<<in[next]<<endl;
                    //print('\t',next);
                    //getchar();
                }
            }
        }
    }
    cout<<ans<<endl;
}