POJ 1077 八数码-第一道IDA*

最新推荐文章于 2021-05-21 10:34:47 发布

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该博客介绍了一个使用IDA*算法解决八数码难题的C++实现。代码中定义了迷宫矩阵，通过DFS搜索并结合H函数评估目标状态距离，以找到最短路径。程序读取初始状态并输出解决方案。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

#include <iostream>
#include <stack>
#include <cmath>
#include <cstdio>
using namespace std;

#define DEBUG 0

#define my_abs(x)   ((x)>0?(x):-(x))

int dx[4] = {1, 0, 0, -1}; // d r l u
int dy[4] = {0, 1, -1, 0};

char action[] ={'d','r','l','u'};

char maze[3][3];


typedef struct sdfk
{
    int path[400000];
    int top;
}My_stack;
My_stack my_path;

//目标位置
int goal_pos[9][2]  = {{0,0}, {0,1}, {0,2},
        {1,0}, {1,1}, {1,2}, {2,0}, {2,1}, {2,2}};
int ans_flag = 0,mi,pos_x,pos_y;


bool Judge(int x,int y)
{
    if( x>=0 && x<3 && y>=0 && y<3)
    return true;

    return false;
}

//H函数，A*的估计值
//除了X之外，其他的各点到标准位置的网格距离
int H(char board[][3])
{
  int sum = 0;
  for(int i =0;i<3;i++)
  {
      for(int j= 0;j<3;j++)
      {
          if(board[i][j] != 9)
          {
              sum += my_abs(i-goal_pos[board[i][j]-1][0])+my_abs(j-goal_pos[board[i][j]-1][1]);
          }
      }
  }
  return sum;
}

void output()
{
    for(int i = 0;i<my_path.top;i++)
    {
        printf("%c",action[my_path.path[i]]);
    }
    printf("\n");

#if DEBUG == 1
    for(int i= 0;i<3;i++)
    {
        for(int j= 0;j<3;j++)
        {
            printf("%d ",maze[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
#endif
}

//dfs搜索，当前位置，当前深度，最大深度
void dfs(int x,int y,int Ndep,int Maxdp,int pre_move)
{
    int h = H(maze);
    if(mi>h)mi = h;
    if(Ndep+h>Maxdp || ans_flag == 1)return ; //
    if(h == 0){
    output();

    ans_flag = 1;
    return;
    }

    for(int i = 0;i<4;i++)
    {
        if(i + pre_move == 3)continue; //避免重复操作,如果这次的操作跟上次的操作相反，就没必要进行
        int nx = x+dx[i];
        int ny = y+dy[i];
        if(!Judge(nx,ny))continue;

        swap(maze[x][y],maze[nx][ny]);

        my_path.path[my_path.top++] = i;

        dfs(nx,ny,Ndep+1,Maxdp,i);

        if(ans_flag)return ; //如果找到了返回

        swap(maze[x][y],maze[nx][ny]);

        my_path.top--;
    }
}


void IDA()
{
    int maxdp = H(maze);
    ans_flag = 0;
    while(ans_flag ==0)
    {
        mi = 0x7fffffff;
        my_path.top = 0;
        dfs(pos_x,pos_y,0,maxdp,-1);
        maxdp += mi;
    }
}


int main()
{
    for(int i = 0;i<3;i++)
    {
        for(int j = 0;j<3;j++)
        {
            scanf("%s",&maze[i][j]);
            if(maze[i][j] == 'x')
            {
                pos_x = i;
                pos_y = j;
                maze[i][j] = 9;
            }
            else{
            maze[i][j] -= '0';
            }
        }
    }
    #if DEBUG == 1
    for(int i = 0;i<3;i++)
    {
        for(int j= 0;j<3;j++)
        printf("%d ",maze[i][j]);
    }
    printf("\n");
    #endif
    IDA();
    return 0;
}