九宫重排_康拓展开_bfs
我们把第一个图的局面记为:12345678.
把第二个图的局面记为:123.46758
显然是按从上到下,从左到右的顺序记录数字,空格记为句点。
本题目的任务是已知九宫的初态和终态,求最少经过多少步的移动可以到达。如果无论多少步都无法到达,则输出-1。
123.46758
46758123.
package study_code; import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.Scanner; public class 八数码 { static int[] vis = new int [900900]; //判断哈希值是否被访问
static int[] f = new int[9]; //保存阶乘
static int end; //最终状态的哈希值
static node start = new node();
static String resPath;
static int[][] dir = {{-1,0},{1,0},{0,-1},{0,1}};
static char[] dirc = {'U','D','L','R'};
static class node{
int loc; //记录当前空格位置 用一个数字记录 1-9
int s[]; //记录当前所有数字的位置
int hashVal; //当前状态的哈希值
String path = ""; //记录当前路径
public node() {
}
} public static void fac() {
f[0] = 1;
for (int i = 1; i < f.length; i++) {
f[i] = f[i-1] * i;
}
} //康拓展开
public static int getHash(int[] s) {
int res = 0;
for (int i = 0; i < s.length; i++) {
int index =0;
for (int j = i+1; j < s.length; j++) {
if (s[j]<s[i]) {
index++;
}
}
res += index*f[9-1-i];
}
return res;
} public static boolean bfs() {
Queue<node> q = new LinkedList<node>();
q.offer(start);
vis[start.hashVal] = 1;
while (!q.isEmpty()) {
node cur = q.poll();
vis[cur.hashVal] = 1;
if (cur.hashVal == end) {
resPath = cur.path;
return true;
}
int x =cur.loc/3;
int y =cur.loc%3;
for (int i = 0; i < 4; i++) {
int tx = x + dir[i][0];
int ty = y + dir[i][1];
if (tx<0||ty<0||tx>=3||ty>=3) {
continue;
}
node temp = new node();
temp.loc = tx*3+ty;
temp.path = cur.path+dirc[i];
temp.s = cur.s.clone();
//交换空格的位置
temp.s[cur.loc] = temp.s[temp.loc];
temp.s[temp.loc] = 0; temp.hashVal = getHash(temp.s);
if (vis[temp.hashVal] == 1) {
continue;
}
q.offer(temp);
vis[temp.hashVal] = 1;
}
}
return false; }
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
fac();
String t = sc.nextLine();
char[] c = t.toCharArray();
int[] n = new int[c.length];
for (int i = 0; i < c.length; i++) {
if (c[i] == '.') {
n[i] = 0;
start.loc = i;
}else {
n[i] = c[i] - '0';
}
}
start.s = n.clone();
start.hashVal = getHash(start.s);
t = sc.nextLine();
c = t.toCharArray();
n = new int[c.length];
for (int i = 0; i < c.length; i++) {
if (c[i] == '.') {
n[i] = 0;
}else {
n[i] = c[i] - '0';
}
}
end = getHash(n);
bfs();
System.out.println(resPath.length());
}
}
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