[BFS][哈希]Magic Squares 魔板

本文介绍了一种利用广度优先搜索(BFS)结合哈希表优化的方法解决魔板状态转换问题。通过定义基本操作和使用哈希表记录状态,实现了从初始状态到目标状态的最短路径寻找。

题目描述
在成功地发明了魔方之后,拉比克先生发明了它的二维版本,称作魔板。这是一张有8个大小相同的格子的魔板:
1 2 3 4
8 7 6 5
  我们知道魔板的每一个方格都有一种颜色。这8种颜色用前8个正整数来表示。可以用颜色的序列来表示一种魔板状态,规定从魔板的左上角开始,沿顺时针方向依次取出整数,构成一个颜色序列。对于上图的魔板状态,我们用序列(1,2,3,4,5,6,7,8)来表示。这是基本状态。
  这里提供三种基本操作,分别用大写字母“A”,“B”,“C”来表示(可以通过这些操作改变魔板的状态):
“A”:交换上下两行;
“B”:将最右边的一列插入最左边;
“C”:魔板中央四格作顺时针旋转。
  下面是对基本状态进行操作的示范:
A: 8 7 6 5
1 2 3 4
B: 4 1 2 3
5 8 7 6
C: 1 7 2 4
8 6 3 5
  对于每种可能的状态,这三种基本操作都可以使用。
  你要编程计算用最少的基本操作完成基本状态到目标状态的转换,输出基本操作序列。

Input

只有一行,包括8个整数,用空格分开(这些整数在范围 1——8 之间),表示目标状态。

Output

Line 1: 包括一个整数,表示最短操作序列的长度。
Line 2: 在字典序中最早出现的操作序列,用字符串表示,除最后一行外,每行输出60个字符。

分析
此题是一个非常好的BFS用哈希优化减时间的典范。。
因为所有组合为8!所以可以计算出数组至少需要40320.
然后哈希表按照惯例开大点节省时间(五六万的素数就行了)
接着BFS,当判断有无出现时,哈希判断即可
其实这题我是有自己的想法的。。
但是频繁的错误让我以为是我程序的错。。看了看标程,即使是功能没有区别的我也换了,还是错。。
结果最后发现是题目没有写到当无法达成的时候要输出NO。。。
然后TLE。哈希表要开大,这是血的教训。。

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
using namespace std;
int tail,head,r[3][8],i,p=53713,len,f[40320];
string state[40321],h[53713],s;
char c[40320],q;
void pre()
{
    r[0][0]=8;r[0][1]=7;r[0][2]=6;r[0][3]=5;r[0][4]=4;r[0][5]=3;r[0][6]=2;r[0][7]=1;
    r[1][0]=4;r[1][1]=1;r[1][2]=2;r[1][3]=3;r[1][4]=6;r[1][5]=7;r[1][6]=8;r[1][7]=5;
    r[2][0]=1;r[2][1]=7;r[2][2]=2;r[2][3]=4;r[2][4]=5;r[2][5]=3;r[2][6]=6;r[2][7]=8;
}
int locate(string x)
{
    int i=0,l;
    l=atoi(x.c_str());
    while (h[(i+l)%p]!=""&&h[(i+l)%p]!=x)
    i++;
    return (l+i)%p;
}
bool hash(string x)
{
    int i=locate(x);
    if (h[i]=="")
    h[i]=x;
    else return true;
    return false;
}
void print(int x)
{
    if (f[x]==0) return;
    len++;
    print(f[x]);
    s+=c[x];
}
void bfs()
{
    int i,j;
    state[1]="12345678";
    h[12345678%p]=state[1];
    tail=1;
    if (state[1]==state[0])
    return;
    do
    {
        head++;
        for (i=0;i<3;i++)
        {
            tail++;
            c[tail]=65+i;
            f[tail]=head;
            state[tail]=state[head];
            for (j=0;j<8;j++) state[tail][j]=state[head][r[i][j]-1];
            if (hash(state[tail])) tail--;
            if (state[tail]==state[0])
            {
                print(tail);
                tail=0;
                return;
            }
        }
    }
    while (head<=tail);
}
int main()
{
    pre();
    for (i=0;i<8;i++)
    {
        cin>>c;
        state[0]+=c;
    }
    bfs();
    if (head==tail) cout<<"NO"<<endl;
    else cout<<len<<endl;
    cout<<s<<endl;
}
一、 内容概要 本资源提供了一个完整的“金属材压弯成型”非线性仿真案例,基于ABAQUS/Explicit或Standard求解器完成。案例精确模拟了模具(凸模、凹模)与金属材之间的接触、压合过程,直至材发生塑性弯曲成型。 模型特点:包含完整的模具-工件装配体,定义了刚体约束、通用接触(或面面接触)及摩擦系数。 材料定义:金属材采用弹塑性材料模型,定义了完整的屈服强度、塑性应变等真实应力-应变数据。 关键结果:提供了成型过程中的材应力(Mises应力)、塑性应变(PE)、厚度变化​ 云图,以及模具受力(接触力)曲线,完整再现了压弯工艺的力学状态。 二、 适用人群 CAE工程师/工艺工程师:从事钣金冲压、模具设计、金属成型工艺分析与优化的专业人员。 高校师生:学习ABAQUS非线性分析、金属塑性成形理论,或从事相关课题研究的硕士/博士生。 结构设计工程师:需要评估钣金件可制造性(DFM)或预测成型回弹的设计人员。 三、 使用场景及目标 学习目标: 掌握在ABAQUS中设置金属塑性成形仿真的全流程,包括材料定义、复杂接触设置、边界条件与载荷步。 学习如何调试和分析大变形、非线性接触问题的收敛性技巧。 理解如何通过仿真预测成型缺陷(如减薄、破裂、回弹),并与理论或实验进行对比验证。 应用价值:本案例的建模方法与分析思路可直接应用于汽车覆盖件、电器外壳、结构件等钣金产品的冲压工艺开发与模具设计优化,减少试模成本。 四、 其他说明 资源包内包含参数化的INP文件、CAE模型文件、材料数据参考及一份简要的操作要点说明文档。INP文件便于用户直接修改关键参数(如压边力、摩擦系数、行程)进行自主研究。 建议使用ABAQUS 2022或更高版本打开。显式动力学分析(如用Explicit)对计算资源有一定要求。 本案例为教学与工程参考目的提供,用户可基于此框架进行拓展,应用于V型弯曲
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