蓝桥杯历届试题-九宫重排-题解(C++代码)

bfs来搜索目标局面，一旦搜到一定是最小移动次数

任务：

目标检查
判重

通常利用哈希表记录每一种不同的局面

typedef int State[9];//哈希映射 
State st[Maxsize],goal;//st二维数组存储每种情形，goal数组存储目标数组 
int hash(State& s)
{
    int v = 0;
    for(int i=0; i<9; i++) v = v*10 + s[i]; //把9个数字组合成9位数 
    return     v % Maxsize; //确保hash函数值是不超过hash表的大小的非负整数 
}

复习一下三个函数

memcpy(&t ,&s ,sizeof(s));//从源source所指的内存地址的起始位置开始拷贝n个字节到目标destin所指的内存地址的起始位置中。
if(memcmp(st[s], st[u], sizeof(st[s]))==0) return 0; //把存储区str1和存储区str2的前n个字节进行比较
memset(head, 0, sizeof(head));//为新申请的内存做初始化工作。

插入链表的实现

int try_to_insert(int s)
{
    int h = hash(st[s]); 
    int u = head[h]; //从表头开始查找链表 
    while(u){//把存储区str1和存储区str2的前n个字节进行比较
        if(memcmp(st[s], st[u], sizeof(st[s]))==0) return 0; //有重复，插入失败 
        u = next[u]; //顺着链表继续找 
    }
    next[s] = head[h]; //该结点插入到链表中 
    head[h] = s;
    return 1;
}

核心bfs实现

int bfs()
{
    init_table();
    int front=1,rear=2;
    while(front<rear)
    {
        State &s=st[front];int z;
        if(memcmp(goal,s,sizeof(s))==0) return front;
        for(int i=0;i<9;i++)
        {
            if(!s[i]) z=i;
        }
        int x=z/3,y=z%3;
        for(int i=0;i<4;i++)
        {
            int newx=x+dx[i];
            int newy=y+dy[i];
            int newz=3*newx+newy;
            if(newx<3&&newx>=0&&newy<3&&newy>=0)
            {
                State &t=st[rear];
                memcpy(&t,&s,sizeof(s));
                t[newz]=s[z];
                t[z]=s[newz];
                dist[rear]=dist[front]+1;
                if(try_to_insert(rear)) rear++;
            }
        }
        front++;
    }
    return 0;
}

完整参考代码

#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
const int Maxsize=1000000;
string str1,str2;
int dist[Maxsize];
int dx[4]={0,0,1,-1};
int dy[4]={1,-1,0,0};
typedef int State[9];
State st[Maxsize],goal;
int head[Maxsize],next1[Maxsize];
void init_table()
{
    memset(head,0,sizeof(head));
}
int hash1(State &s)
{
    int sum=0;
    for(int i=0;i<9;i++)
    {
        sum=sum*10+s[i];
    }
    return sum%Maxsize;
}
int try_to_insert(int s)
{
    int h=hash1(st[s]);
    int u=head[h];
    while(u)
    {
        if(memcmp(st[s],st[u],sizeof(st[s]))==0)
        return 0;
        u=next1[u];
    }
    next1[s]=head[h];
    head[h]=s;
    return 1;
}
int bfs()
{
    init_table();
    int front=1,rear=2;
    while(front<rear)
    {
        State &s=st[front];int z;
        if(memcmp(goal,s,sizeof(s))==0) return front;
        for(int i=0;i<9;i++)
        {
            if(!s[i]) z=i;
        }
        int x=z/3,y=z%3;
        for(int i=0;i<4;i++)
        {
            int newx=x+dx[i];
            int newy=y+dy[i];
            int newz=3*newx+newy;
            if(newx<3&&newx>=0&&newy<3&&newy>=0)
            {
                State &t=st[rear];
                memcpy(&t,&s,sizeof(s));
                t[newz]=s[z];
                t[z]=s[newz];
                dist[rear]=dist[front]+1;
                if(try_to_insert(rear)) rear++;
            }
        }
        front++;
    }
    return 0;
}
int main()
{
    cin>>str1>>str2;
    for(int i=0; i<9; i++) {
        if(str1[i]=='.') 
        st[1][i] = 0;
        else
        st[1][i] = str1[i] - '0';
    }
    for(int i=0; i<9; i++){
        if(str2[i]=='.')
        goal[i] = 0;
        else
        goal[i] = str2[i] - '0';
    } 
    int ans = bfs();
    if(ans == 0) printf("%d\n",-1);
    else 
    printf("%d\n",dist[ans]);
    return 0;
}