双向搜索 --- 字串变换

 

双向搜索

 

在使用分支限界法的时候  有时候会碰到一种情况：从头到尾遍历和从尾到头遍历都可以得到结果

 

如果我们只是进行单一顺序的遍历，空间时间上有时候会受不了，这时候就可以使用双向搜索了。

 

既维护两个队列，一个从初始状态开始扩展，一个从目标状态开始扩展。

 

两个队列均匀增长，如果两个队列出现交点，即得到问题的解。

 

队列可以采用交替扩展和优先扩展节点数少的队列来尽量让两个队列的节点数保存平衡。达到加速的目的。

 

 

/* 已知有两个字串 A$, B$ 及一组字串变换的规则（至多6个规则）: 　　　　　A1$ -> B1$ 　　　　　A2$ -> B2$ 　　规则的含义为：在 A＄中的子串 A1$ 可以变换为 B1$、A2$ 可以变换为 B2$ …。 　　　　例如：A$＝'abcd'　B$＝'xyz' 　　变换规则为： 　　　　‘abc'->‘xu'　‘ud'->‘y'　‘y'->‘yz' 　　则此时，A$ 可以经过一系列的变换变为 B$，其变换的过程为： 　　　‘abcd'->‘xud'->‘xy'->‘xyz' 　　共进行了三次变换，使得 A$ 变换为B$。 A$ B$ A1$ B1$ 　　　A2$ B2$ |-> 变换规则 ... ... / 所有字符串长度的上限为 20。 若在 10 步（包含 10步）以内能将 A$ 变换为 B$ ，则输出最少的变换步数；否则输出"NO ANSWER!" abcd xyz abc xu ud y y yz 3 */ #include <iostream> using namespace std; char rule[2][7][21],rule_n; int rule_size[2][7]; struct _cNode { char string[51]; int dep; }; _cNode list[2][5010]; //0正 1逆 int head[2],tail[2]; int nowsize; bool _fCheck( char *str,int a,int b,int c ) //str[a] 以后是否符合 rule[c][b] { //if( a + rule_size[c][b] > nowsize ) // return false; int size = rule_size[c][b]; for( int i = a;i < a+size;++i ) { if( str[i] != rule[c][b][i-a] ) return false; } return true; } void _fDouBFS() { while( tail[0] >= head[0] && tail[1] >= head[1] ) //队列不空 { if( list[0][head[0]].dep + list[1][head[1]].dep > 10 ) { cout << "NO ANSWER!" << endl; return ; } nowsize = strlen( list[0][head[0]].string ); for( int i = 0;i < nowsize;++i ) { for( int j = 0;j < rule_n;++j ) { if( _fCheck( list[0][head[0]].string,i,j,0 ) ) { tail[0]++; int count = 0; for( int l = 0;l < i;++l,++count ) list[0][tail[0]].string[count] = list[0][head[0]].string[l]; for( int l = 0;l < rule_size[1][j];++l,++count ) list[0][tail[0]].string[count] = rule[1][j][l]; for( int l = i+rule_size[0][j];l < nowsize;++l,++count ) list[0][tail[0]].string[count] = list[0][head[0]].string[l]; list[0][tail[0]].string[count] = '/0'; list[0][tail[0]].dep = list[0][head[0]].dep+1; for( int l = 0;l <= tail[1];++l ) { if( !strcmp( list[0][tail[0]].string,list[1][l].string ) ) { cout << list[0][tail[0]].dep + list[1][l].dep << endl; return ; } } } } } nowsize = strlen( list[1][head[1]].string ); for( int i = 0;i < nowsize;++i ) { for( int j = 0;j < rule_n;++j ) { if( _fCheck( list[1][head[1]].string,i,j,1 ) ) { tail[1]++; int count = 0; for( int l = 0;l < i;++l,++count ) list[1][tail[1]].string[count] = list[1][head[1]].string[l]; for( int l = 0;l < rule_size[0][j];++l,++count ) list[1][tail[1]].string[count] = rule[0][j][l]; for( int l = i+rule_size[1][j];l < nowsize;++l,++count ) list[1][tail[1]].string[count] = list[1][head[1]].string[l]; list[1][tail[1]].string[count] = '/0'; list[1][tail[1]].dep = list[1][head[1]].dep+1; for( int l = 0;l <= tail[0];++l ) { if( !strcmp( list[1][tail[1]].string,list[0][l].string ) ) { cout << list[1][tail[1]].dep + list[0][l].dep << endl; return ; } } } } } ++head[0]; ++head[1]; } cout << "NO ANSWER!" << endl; } int main() { head[0] = head[1] = tail[0] = tail[1] = 0; cin >> list[0][0].string >> list[1][0].string; list[0][0].dep = list[1][0].dep = 0; //cin >> rule_n; //for( int i = 0;i < rule_n;++i ) // cin >> rule[0][i] >> rule[1][i]; rule_n = 0; while( cin >> rule[0][rule_n] >> rule[1][rule_n] ) ++rule_n; for( int i = 0;i < rule_n;++i ) { rule_size[0][i] = strlen( rule[0][i] ); rule_size[1][i] = strlen( rule[1][i] ); } _fDouBFS(); //system("pause"); return 0; }