BFS 八数码的变形 XTU 1156 Game_八数码变形-优快云博客

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Game
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题目描述

小茹今年生日收到了小思送的一份奇特的礼物。礼物是一个2*3个格子的棋盘，上面有5个数字方块1~5。每次可以把空格子边上的一个数字方块到移动到空余的格子，方块不能移出棋盘。小思要求小茹把它移动到特定的样子，然后可以满足小茹的一个愿望。小茹想度过一个快乐的生日，而不是费脑筋的移动方块，于是她向你求助。请你帮小茹求出移动的最少次数，如果永远不可能达到，输出 "Impossible!"

输入

第一行为数字n，代表有n组样例。每组样例有4行非负整数，空格用数字0代替。第1行和第2行为礼物的起始状态，第3、4行目标状态。

输出

对于每组样例,输出最少的移动次数，如果不能达到输出"Impossible!"。

样例输入

样例输出

2
1

Source

XTUCPC2013

http://202.197.224.59/OnlineJudge2/index.php/Problem/read/id/1156

/*
思路：
把矩形抽象为一个字符串  记录状态 看是否走过   然后用BFS搜索  我一开始用DFS 怎么优化都是超时 
这种题目  有个优化  就是初始状态和终止状态的逆序数相同  如果不同则无解    加上这个优化 可以提快好几倍的速度
*/
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<string>
#include<map>
#include<iostream>
#include <algorithm>
#include<queue>
using namespace std;
int a[6],b[6],mmap[2][3];
string ans,s;
map<string,int>mp;
map<string,int>::iterator  it;

int step;

struct haha
{
	int pos;//0的位置
	string ss;//矩阵对应的字符串
	int sp;//step 走的步数
}temp,q;

void BFS(int k,int sp)
{
	int i;
	
	queue<struct haha>que;
	q.sp=sp;
	q.ss=s;
	q.pos=k;
	que.push(q);
	while(!que.empty())
	{
		string mid;
		temp=que.front();
		que.pop();
		if(temp.ss==ans) {step=temp.sp;return;}
		
		mp[temp.ss]=1;
		if(temp.pos==0)//0可以走的方向
		{
			mid=temp.ss;
			swap(mid[0],mid[1]);
			q.sp=temp.sp+1;
			q.pos=1;
			q.ss=mid;
			if(mp.find(mid)==mp.end()) 
				que.push(q);

			mid=temp.ss;
			swap(mid[0],mid[3]);
			q.sp=temp.sp+1;
			q.pos=3;
			q.ss=mid;
			if(mp.find(mid)==mp.end()) 
				que.push(q);
		}
		else if(temp.pos==1)
		{
			mid=temp.ss;
			swap(mid[1],mid[0]);
			q.sp=temp.sp+1;
			q.pos=0;
			q.ss=mid;
			if(mp.find(mid)==mp.end()) 
				que.push(q);
			
			mid=temp.ss;
			swap(mid[1],mid[2]);
			q.sp=temp.sp+1;
			q.pos=2;
			q.ss=mid;
			if(mp.find(mid)==mp.end()) 
				que.push(q);
			
			mid=temp.ss;
			swap(mid[1],mid[4]);
			q.sp=temp.sp+1;
			q.pos=4;
			q.ss=mid;
			if(mp.find(mid)==mp.end()) 
				que.push(q);
			
		}
		else if(temp.pos==2)
		{
			mid=temp.ss;
			swap(mid[2],mid[5]);
			q.sp=temp.sp+1;
			q.pos=5;
			q.ss=mid;
			if(mp.find(mid)==mp.end()) 
				que.push(q);
			
			mid=temp.ss;
			swap(mid[2],mid[1]);
			q.sp=temp.sp+1;
			q.pos=1;
			q.ss=mid;
			if(mp.find(mid)==mp.end()) 
				que.push(q);
		}
		else if(temp.pos==3)
		{  
				  				  mid=temp.ss;
								  swap(mid[3],mid[0]);
								  q.sp=temp.sp+1;
								  q.pos=0;
								  q.ss=mid;
								  if(mp.find(mid)==mp.end()) 
									  que.push(q);
								  
								  mid=temp.ss;
								  swap(mid[3],mid[4]);
								  q.sp=temp.sp+1;
								  q.pos=4;
								  q.ss=mid;
								  if(mp.find(mid)==mp.end()) 
									  que.push(q);
		}
		else if(temp.pos==4)
		{ 
				  				  mid=temp.ss;
								  swap(mid[4],mid[3]);
								  q.sp=temp.sp+1;
								  q.pos=3;
								  q.ss=mid;
								  if(mp.find(mid)==mp.end()) 
									  que.push(q);
								  
								  mid=temp.ss;
								  swap(mid[4],mid[5]);
								  q.sp=temp.sp+1;
								  q.pos=5;
								  q.ss=mid;
								  if(mp.find(mid)==mp.end()) 
									  que.push(q);
								  
								  mid=temp.ss;
								  swap(mid[4],mid[1]);
								  q.sp=temp.sp+1;
								  q.pos=1;
								  q.ss=mid;
								  if(mp.find(mid)==mp.end()) 
									  que.push(q);
		}
		else if(temp.pos==5)
		{    
				  				  mid=temp.ss;
								  swap(mid[5],mid[2]);
								  q.sp=temp.sp+1;
								  q.pos=2;
								  q.ss=mid;
								  if(mp.find(mid)==mp.end()) 
									  que.push(q);
								  
								  mid=temp.ss;
								  swap(mid[5],mid[4]);
								  q.sp=temp.sp+1;
								  q.pos=4;
								  q.ss=mid;
								  if(mp.find(mid)==mp.end()) 
									  que.push(q);
		}
		
		
	}
}

int main()
{
    int cas,i,j,kk1=0,kk2=0,sx,sy;
    while(scanf("%d",&cas)!=EOF)
    {
        while(cas--)
        { 
			
			s="\0";ans="\0";//注意 string的清空可以用这个方法
            mp.clear();
            step=999999999;
			
            for(i=0;i<6;i++)
            {
				scanf("%d",&a[i]);
				s+=(a[i]+'0');
            }
			int k,kk=0;
			for(i=0;i<2;i++)
				for(j=0;j<3;j++)
				{
					
					scanf("%d",&mmap[i][j]);
					b[kk++]=mmap[i][j];
					ans+=(mmap[i][j]+'0');
					if(mmap[i][j]==0)
					{
						k=i*3+j;//0在字符串中对应的位置
					}
				}
				ans.swap(s);//由于上面的 k我求反了 求成终态的0的位置了 所以我交换一下终态和始态 哪个做终始都一样
			   int n1=0,n2=0;
				for(i=0;i<6;i++)
				{
					for(j=i+1;j<6;j++)
					{
						if(a[i]>a[j]&&a[i]!=0&&a[j]!=0) n1++;
						if(b[i]>b[j]&&b[i]!=0&&b[j]!=0) n2++;
					}
				}
				if(n1%2!=n2%2)  {printf("Impossible!\n");continue;}
				BFS(k,0);
				if(step!=999999999)
					printf("%d\n",step);
				else printf("Impossible!\n");
        }
		
    }
    return 0;
}