[ZJOI2005]九数码游戏

[ZJOI2005]九数码游戏

题目描述

输入输出格式

输入格式：

输入文件中包含三行三列九个数，同行的相邻两数用空格隔开，表示初始状态每个方格上的数字。初始状态不会是目标状态。

输出格式：

如果目标状态无法达到，则输出“UNSOLVABLE”（引号不输出）。

否则，第一行是一个整数S，表示最少的操作次数。接下来4 × (S + 1)行，每四行表示一个状态：前三行每行三个整数，相邻两数用空格隔开，表示每个方格上的数字，第四行是一个空行，作为分隔。第一个状态必须是初始状态，最后一个状态必须是目标状态。

输入输出样例

输入样例#1：

2 3 0
1 8 7
5 4 6

输出样例#1：

4
2 3 0
1 8 7
5 4 6
 
1 2 3
5 8 0
4 6 7
 
1 2 3
0 5 8
4 6 7
 
0 1 2
4 5 3
6 7 8
 
0 1 2
3 4 5
6 7 8
 
因为这是3*3的全排列矩阵变换；
最多有9！（362880）种状态；
用BFS，搜到终点为止，中间记录一下路径；
将3*3的全排列映射成一一对应的数，可以用康托展开；
最好不要用map，可能会超时；

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<map>
using namespace std;  
 
int a[],q[],st,ed,b[],f[],ge,ans;
int c[],hash[];
int  fac[]={,,,,,,,,}; 
 
int calc1()
{
    int i,j,t,sum;
    sum=;
    for(i=;i<;i++)
    {
        t=;
        for(j=i+;j<;j++)
            if(a[i]>a[j])
                ++t;
        sum+=t*fac[-i-];
    }
    return sum+;
}  
 
int calc()
{
    int i,j,t,sum;
    sum=;
    for(i=;i<;i++)
    {
        t=;
        for(j=i+;j<;j++)
            if(b[i]>b[j])
                ++t;
        sum+=t*fac[-i-];
    }
    return sum+;
}  
 
void fen(int x)
{
    int i,j,t,vst[]={};
    x--;
    for(i=;i<;i++)
    {
        t=x/fac[-i-];
        for(j=;j<;j++)
            if(!vst[j])
            {
                if(t==) break;
                --t;
            }
        b[i]=j;
        vst[j]=;
        x%=fac[-i-];
    }
}  
 
int main()
{
    int x=;
    for(int i=;i<=;i++)
        for(int j=;j<=;j++){
            scanf("%d",&a[(i-)*+j-]);
        }
    x=calc1();
    ge=;
    if(x==ge){
        printf("");
        return ;
    }
    q[]=x;
    hash[x]=-;
    st=; ed=;
    while(st<ed){
        int x=q[++st];
        fen(x);
        for(int i=;i<;i++)
            f[i]=b[i];
        b[]=f[];
        b[]=f[];
        b[]=f[];
        int y=calc();
        if(hash[y]==){
            hash[y]=x;
            ed++;
            q[ed]=y;
        }
        if(y==ge)
            break;
        b[]=f[];
        b[]=f[];
        b[]=f[];
 
        b[]=f[];
        b[]=f[];
        b[]=f[];
        b[]=f[];
        b[]=f[];
        b[]=f[];
        b[]=f[];
        b[]=f[];
 
        y=calc();
        if(hash[y]==){
            hash[y]=x;
            ed++;
            q[ed]=y;
        }
        if(y==ge)
            break;
    }
    x=hash[ge];
    if(x==){
        printf("UNSOLVABLE\n");
        return ;
    }
    while(x!=-){
        ans++;
        c[ans]=x;
        x=hash[x];
    }
    printf("%d\n",ans);
    for(int i=ans;i>;i--){
        fen(c[i]);
        printf("%d %d %d\n",b[],b[],b[]);
        printf("%d %d %d\n",b[],b[],b[]);
        printf("%d %d %d\n",b[],b[],b[]);
        printf("\n");
    }
    if(ans>=){
        printf("0 1 2\n");
        printf("3 4 5\n");
        printf("6 7 8\n");
    }
}