[LGOJ]P1379八数码难题[双向广搜].cpp

Posted 2021-02-06 cgazn

已知初始状态和目标状态时可用双向搜索
有种神仙代码实际上不对, 没有判重, 拓展了很多重复的状态节点
但还是能算出答案, 用小样例验证时还看不出来, 一交全TLE
所以千万要记得判重

详见代码, 自认为码风清奇

#include<cstdio>
#include<map>
#include<queue>
#define re register
using namespace std;
int str,endd=123804765;//矩阵只有3*3大小, 用int存方便放入queue
queue<int> shun,ni;
map<int,int> step,b;
//step[x]为达到x状态需要的步数(存放最先走到x状态的那个方向(顺推/逆推)的步数)
//b为标记数组, b[x]=1 则顺推已走过x状态 , b[x]=2 则逆推已走过x状态, 同时也用于判重, 防止重复走同一状态
int dx[4]={1,0,-1,0};
int dy[4]={0,1,0,-1};
int a[4][4];//临时存矩阵
int x0,y0;//存0的位置
inline int zhuan() //将二维数组里的东西转化为int数(相当于hash)
{
    int s=0;
    for(re int i=1;i<=3;++i)
        for(re int j=1;j<=3;++j)
            s=s*10+a[i][j];
    return s;
}
inline void zhuan(int x) //将状态x转存到二维数组里
{
    for(re int i=3;i>=1;--i)
    {
        for(re int j=3;j>=1;--j)
        {
            a[i][j]=x%10,x/=10;
            if(a[i][j]==0) x0=i,y0=j;
        }
    }
}
void bfs()
{
    shun.push(str);
    step[str]=0;
    ni.push(endd);
    step[endd]=0;
    //把起始状态放入顺推的搜索队列, 目标状态放入逆推的搜索队列
    if(str==endd)
    {
        printf("0
");
        return;
    }
    while(!shun.empty() || !ni.empty()) //每次循环顺推逆推各走一步(拓展一层)
    {
        int x=shun.front(); //顺推从x拓展一层
        shun.pop();
        zhuan(x);
        for(re int i=0;i<4;i++)
        {

            int x1=x0+dx[i],y1=y0+dy[i];
            if(x1>=1 && x1<=3 && y1>=1 && y1<=3)
            {
                a[x0][y0]=a[x1][y1];
                a[x1][y1]=0;
                //上面是交换
                int t=zhuan();
                if(b.find(t)==b.end()){//map中引用某一下标, 要注意先判断它存不存在
                    shun.push(t);
                    step[t]=step[x]+1;
                    b[t]=1;
                    //若map(b)中不存在t状态, 则还未被访问过, 拓展它
                }
                else{//若t状态已走到过
                    if(b[t]==2){//若b[t]==2, 则逆推已走到过这一状态, 现在顺推也到了这一状态, 顺推逆推汇合了
                        printf("%d
",step[x]+1+step[t]);
                        //step[x]是顺推到这一状态的上一步的步数, step[t]是逆推到这一状态的步数,总步数要加起来并再加1(x也要走到t,所以+1)
                        return;
                    }
                    //else 即b[t]==1, 顺推本身已走过, 不必重复拓展
                }
/*下面是错误写法!!!
                if(b[t]!=2)
                {
                    shun.push(t);
                    step[t]=step[x]+1;
                    b[t]=1;
                }
                else{
                    printf("%d
",step[x]+1+step[t]);
                    return;
                }
*/
                a[x1][y1]=a[x0][y0];
                a[x0][y0]=0;
                //为了枚举这一层的下一种情况, 要还原
            }
        }
        x=ni.front(); //逆推从x拓展一层
        ni.pop();
        zhuan(x);
        for(re int i=0;i<4;i++)
        {

            int x1=x0+dx[i],y1=y0+dy[i];
            if(x1>=1 && x1<=3 && y1>=1 && y1<=3)
            {
                a[x0][y0]=a[x1][y1];
                a[x1][y1]=0;
                int t=zhuan();
                if(b.find(t)==b.end()){
                    ni.push(t);
                    step[t]=step[x]+1;
                    b[t]=2;
                }
                else{
                    if(b[t]==1){
                        printf("%d
",step[x]+1+step[t]);
                        return;
                    }
                }
                a[x1][y1]=a[x0][y0];
                a[x0][y0]=0;

            }
        }
    }
}
int main()
{
    scanf("%d",&str);
    bfs();
    return 0;
}