三阶平面魔方（BFS）
三阶平面魔方（BFS）
有一个 3×3 的平面魔方，在平面魔方中，每个格子里分别无重复地写上 1 - 9 这 9 个数字。一共有 4 种对平面魔方的操作：
- 选择某一行左移。
- 选择某一行右移。
- 选择某一列上移。
- 选择某一列下移。
初始状态为
123
456
789
比如选择第一行左移，魔方会变成下面这样
231
456
789
现在给出魔方的一个状态，问你能否将魔方复原成初始状态。如果可以，计算最少操作次数。
输入格式
输入三行，每行三个 1 到 9 之间的整数。
输出格式
如果能还原成初始状态，输出最小的操作次数，否则输出 -1。
样例输入
412 756 389
样例输出
2
将魔方的状态转为数字，然后再用结构体存储，去进行状态变换，然后就是用map来判重并存操作数
1 #include <stdio.h> 2 #include <string.h> 3 #include <iostream> 4 #include <string> 5 #include <math.h> 6 #include <algorithm> 7 #include <vector> 8 #include <stack> 9 #include <queue> 10 #include <set> 11 #include <map> 12 #include <sstream> 13 const int INF=0x3f3f3f3f; 14 typedef long long LL; 15 const int maxn=1e7+10; 16 using namespace std; 17 18 struct node 19 { 20 int a[4][4]; 21 bool operator < (const node &ts) const //map需要 22 { 23 for(int i=1;i<=3;i++) 24 { 25 for(int j=1;j<=3;j++) 26 { 27 if(a[i][j]<ts.a[i][j]) 28 return 1; 29 } 30 } 31 return 0; 32 } 33 bool operator == (const node &ts) const //用于出递归 34 { 35 for(int i=1;i<=3;i++) 36 { 37 for(int j=1;j<=3;j++) 38 { 39 if(a[i][j]!=ts.a[i][j]) 40 return 0; 41 } 42 } 43 return 1; 44 } 45 void print() 46 { 47 for(int i=1;i<=3;i++) 48 { 49 for(int j=1;j<=3;j++) 50 { 51 printf(j==3?"%d\n":"%d",a[i][j]); 52 } 53 } 54 } 55 int tonum()//返回一个代表魔方状态的int 56 { 57 int res=0; 58 for(int i=1;i<=3;i++) 59 { 60 for(int j=1;j<=3;j++) 61 { 62 res=res*10+a[i][j]; 63 } 64 } 65 return res; 66 } 67 }; 68 node last; 69 70 node rotate(node u,int num,int op)//获取魔方的下一个状态 71 { 72 node res=u; 73 if(op==-1)//右移 74 { 75 swap(res.a[num][1],res.a[num][2]); 76 swap(res.a[num][1],res.a[num][3]); 77 } 78 else if(op==1)//左移 79 { 80 swap(res.a[num][2],res.a[num][3]); 81 swap(res.a[num][1],res.a[num][3]); 82 } 83 else if(op==-2)//上移 84 { 85 swap(res.a[2][num],res.a[3][num]); 86 swap(res.a[1][num],res.a[3][num]); 87 } 88 else if(op==2)//下移 89 { 90 swap(res.a[1][num],res.a[2][num]); 91 swap(res.a[1][num],res.a[3][num]); 92 } 93 return res; 94 } 95 96 void BFS(node first) 97 { 98 queue<node> qe; 99 map<int,int> mp;//判断某一状态是否出现过，并且记录操作数 100 qe.push(first); 101 mp[first.tonum()]=0; 102 while(!qe.empty()) 103 { 104 node t=qe.front(); 105 qe.pop(); 106 int tt=t.tonum(); 107 if(t==last) 108 { 109 printf("%d\n",mp[t.tonum()]); 110 return ; 111 } 112 node to; 113 for(int i=1;i<=3;i++) 114 { 115 to=rotate(t,i,-1); 116 if(!mp.count(to.tonum())) 117 { 118 mp[to.tonum()]=mp[tt]+1; 119 qe.push(to); 120 } 121 to=rotate(t,i,1); 122 if(!mp.count(to.tonum())) 123 { 124 mp[to.tonum()]=mp[tt]+1; 125 qe.push(to); 126 } 127 to=rotate(t,i,-2); 128 if(!mp.count(to.tonum())) 129 { 130 mp[to.tonum()]=mp[tt]+1; 131 qe.push(to); 132 } 133 to=rotate(t,i,2); 134 if(!mp.count(to.tonum())) 135 { 136 mp[to.tonum()]=mp[tt]+1; 137 qe.push(to); 138 } 139 } 140 } 141 printf("-1\n");//不能成功 142 } 143 144 int main() 145 { 146 #ifdef DEBUG 147 freopen("sample.txt","r",stdin); 148 #endif 149 150 for(int i=1;i<=3;i++) 151 { 152 for(int j=1;j<=3;j++) 153 { 154 last.a[i][j]=(i-1)*3+j; 155 } 156 } 157 node first; 158 for(int i=1;i<=3;i++) 159 { 160 int n; 161 scanf("%d",&n); 162 first.a[i][3]=n%10; 163 first.a[i][2]=(n/10)%10; 164 first.a[i][1]=n/100; 165 } 166 BFS(first); 167 168 return 0; 169 }
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