HDU 3567 Eight II(BFS打表)_eight ii hdu 单向打表-程序员宅基地

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题意

  还是八数码问题,输入起始结束状态,输出最小字典序的操作顺序

思路

  还是用BFS打表,为了使操作最短,处理出X在不同位置不断操作能达到的各种状态,至于为什么根据X的不同处理,除了X外,其他数字可以随意替换,如:

1 2 3      3 4 5

4 5 6   =>  7 8 X

7 8 X      6 2 1

可以替换成

a b c      c d e

d e f    =>  h i X

h i X       f b a

经过这样的映射变换后,操作的序列不变

  所以,只要将X某一位置的一种情况进行BFS得到所有状态打表,就可以将X在同一位置的起始状态映射为该状态,再用同样的映射规则处理结束状态,就可以在表中查出操作顺序

  另外为了保证最小字典序,BFS中要按照 “dlru” 的顺序进行操作

代码

/*
	HDU 3567
	BFS打表
*/
#include<iostream>
#include<vector>
#include<map>
#include<stack>
#include<queue>
#include<string>
#include<cstring>
using namespace std;
constexpr int maxn = 500000;

struct node
{
    
    //棋盘状态
	vector<int> grid;
    //X的位置
	int pos;
};
//阶乘
vector<int> c({
     1, 1, 2, 6, 24, 120, 720, 5040, 40320, 362880 });
//防止BFS中重复访问
bool vis[maxn];
//储存前驱状态
int pre[10][maxn];
//从前驱状态过来的操作
char step[10][maxn];
int cantor(vector<int>& permutation)
{
    
	int res = 0;
	for (int i = 0; i < 9; i++)
	{
    
		int a = 0;
		for (int j = i + 1; j < 9; j++)
		{
    
			if (permutation[i] > permutation[j])
				a++;
		}
		res += a * c[9 - i - 1];
	}
	return res;
}
void bfs(int k, node s)
{
    
	memset(vis, 0, sizeof(vis));
	memset(pre[k], -1, sizeof(pre[k]));
	queue<node> qn;
	qn.push(s);
	int head = cantor(s.grid);
	vis[head] = true;
	while (!qn.empty())
	{
    
		node now = qn.front(); qn.pop();
		int pre_val = cantor(now.grid);
		if (now.pos < 6)
		{
    
			//down
			swap(now.grid[now.pos], now.grid[now.pos + 3]);
			int val = cantor(now.grid);
			if (!vis[val])
			{
    
				vis[val] = true;
				pre[k][val] = pre_val;
				step[k][val] = 'd';
				now.pos += 3;
				qn.push(now);
				now.pos -= 3;
			}
			swap(now.grid[now.pos], now.grid[now.pos + 3]);
		}
		if (now.pos != 0 && now.pos != 3 && now.pos != 6)
		{
    
			//left
			swap(now.grid[now.pos], now.grid[now.pos - 1]);
			int val = cantor(now.grid);
			if (!vis[val])
			{
    
				vis[val] = true;
				pre[k][val] = pre_val;
				step[k][val] = 'l';
				now.pos -= 1;
				qn.push(now);
				now.pos += 1;
			}
			swap(now.grid[now.pos], now.grid[now.pos - 1]);
		}
		if (now.pos != 2 && now.pos != 5 && now.pos != 8)
		{
    
			//right
			swap(now.grid[now.pos], now.grid[now.pos + 1]);
			int val = cantor(now.grid);
			if (!vis[val])
			{
    
				vis[val] = true;
				pre[k][val] = pre_val;
				step[k][val] = 'r';
				now.pos += 1;
				qn.push(now);
				now.pos -= 1;
			}
			swap(now.grid[now.pos], now.grid[now.pos + 1]);
		}
		if (now.pos > 2)
		{
    
			//up
			swap(now.grid[now.pos], now.grid[now.pos - 3]);
			int val = cantor(now.grid);
			if (!vis[val])
			{
    
				vis[val] = true;
				pre[k][val] = pre_val;
				step[k][val] = 'u';
				now.pos -= 3;
				qn.push(now);
				now.pos += 3;
			}
			swap(now.grid[now.pos], now.grid[now.pos - 3]);
		}
	}
}
void ini()
{
    
	vector<int> tmp;
	for (int i = 0; i < 9; i++)
	{
    
		int t = 1;
		tmp.clear();
		for (int j = 0; j < 9; j++)
		{
    
			//X在9个位置
			if (i == j) tmp.push_back(9);
			else
			{
    
				//其余位置依次填入1-8
				tmp.push_back(t);
				t++;
			}
		}
		//搜索打表
		bfs(i, {
     tmp,i });
	}
}
int main()
{
    
	cin.sync_with_stdio(false);
	int t;
	string str;
	vector<int> que;
	int m[10];
	ini();
	cin >> t;
	for (int kase = 1; kase <= t; kase++)
	{
    
		cin >> str;
		int k = 0;
		int j = 1;
		que.clear();
		for (int i = 0; i < 9; i++)
		{
    
			if (str[i] == 'X') k = i;
			else
			{
    
                //映射表
				m[str[i] - '0'] = j++;
			}
		}
		cin >> str;
		for (int i = 0; i < 9; i++)
		{
    
			if (str[i] == 'X') que.push_back(9);
			else
			{
    
                //按照映射改变状态
				que.push_back(m[str[i] - '0']);
			}
		}
		//for (auto v : que) cout << v << " ";
		//cout << endl;
		int que_val = cantor(que);
		string ans;
		while (pre[k][que_val] != -1)
		{
    
			int tmp = pre[k][que_val];
			ans.push_back(step[k][que_val]);
			que_val = tmp;
		}
		cout << "Case " << kase << ": " << ans.length() << endl;
		for (auto p = ans.rbegin(); p != ans.rend(); p++)
			cout << *p;
		cout << endl;
	}
}
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