1107. 魔板(BFS,最小步数模型,unordered_map哈希)
Rubik 先生在发明了风靡全球的魔方之后,又发明了它的二维版本——魔板。
这是一张有 8 个大小相同的格子的魔板:
1 2 3 4
8 7 6 5
我们知道魔板的每一个方格都有一种颜色。
这 8 种颜色用前 8 个正整数来表示。
可以用颜色的序列来表示一种魔板状态,规定从魔板的左上角开始,沿顺时针方向依次取出整数,构成一个颜色序列。
对于上图的魔板状态,我们用序列 (1,2,3,4,5,6,7,8) 来表示,这是基本状态。
这里提供三种基本操作,分别用大写字母 A,B,C 来表示(可以通过这些操作改变魔板的状态):
A:交换上下两行;
B:将最右边的一列插入到最左边;
C:魔板中央对的4个数作顺时针旋转。
下面是对基本状态进行操作的示范:
A:
8 7 6 5
1 2 3 4
B:
4 1 2 3
5 8 7 6
C:
1 7 2 4
8 6 3 5
对于每种可能的状态,这三种基本操作都可以使用。
你要编程计算用最少的基本操作完成基本状态到特殊状态的转换,输出基本操作序列。
注意:数据保证一定有解。
输入格式
输入仅一行,包括 8 个整数,用空格分开,表示目标状态。
输出格式
输出文件的第一行包括一个整数,表示最短操作序列的长度。
如果操作序列的长度大于0,则在第二行输出字典序最小的操作序列。
数据范围
输入数据中的所有数字均为 1 到 8 之间的整数。
输入样例:
2 6 8 4 5 7 3 1
输出样例:
7
BCABCCB
解析 :
更其他得BFS没什么区别,只是用unordered_map 来记录,因为字符串无法使用 int 或 long long 得数组记录
#include<iostream>
#include<string>
#include<cstring>
#include<cmath>
#include<ctime>
#include<algorithm>
#include<utility>
#include<stack>
#include<queue>
#include<vector>
#include<set>
#include<math.h>
#include<map>
#include<unordered_map>
using namespace std;
typedef long long LL;
char g[2][4];
unordered_map<string, pair<char, string>>pre;
unordered_map<string, int>d;
void make(string t) {
for (int i = 0; i < 4; i++)
g[0][i] = t[i];
for (int i = 3, a = 4; i >= 0; i--,a++)
g[1][i] = t[a];
}
string get() {
string ret;
for (int i = 0; i < 4; i++) {
ret += g[0][i];
}
for (int i = 3; i >= 0; i--) {
ret += g[1][i];
}
return ret;
}
string move3(string t) {
make(t);
char t1 = g[0][1];
g[0][1] = g[1][1];
g[1][1] = g[1][2];
g[1][2] = g[0][2];
g[0][2] = t1;
return get();
}
string move2(string t) {
make(t);
char t1 = g[0][3];
char t2 = g[1][3];
for (int i = 3; i > 0; i--) {
g[0][i] = g[0][i - 1];
g[1][i] = g[1][i - 1];
}
g[0][0] = t1;
g[1][0] = t2;
return get();
}
string move1(string t) {
make(t);
for (int i = 0; i < 4; i++) {
swap(g[0][i], g[1][i]);
}
return get();
}
int bfs(string start, string end) {
d[start] = 0;
queue<string>q;
q.push(start);
while (!q.empty()) {
string t = q.front();
if (t == end)return d[t];
q.pop();
string m1 = move1(t);
string m2 = move2(t);
string m3 = move3(t);
if (!d.count(m1)) {
d[m1] = d[t] + 1;
pre[m1] = { 'A',t };
q.push(m1);
}
if (!d.count(m2)) {
d[m2] = d[t] + 1;
pre[m2] = { 'B',t };
q.push(m2);
}
if (!d.count(m3)) {
d[m3] = d[t] + 1;
pre[m3] = { 'C',t };
q.push(m3);
}
}
}
int main() {
string end;
for (int i = 1, a; i <= 8; i++) {
scanf("%d", &a);
end += a + '0';
}
string start;
for (int i = 1; i <= 8; i++) {
start += i + '0';
}
int ans=bfs(start, end);
cout << ans << endl;
string s,t=end;
while (t != start) {
s += pre[t].first;
t = pre[t].second;
}
reverse(s.begin(), s.end());
if(ans)
cout << s << endl;
return 0;
}