高级算法--广搜

下面是一本通OJ上题目和代码

·例一：

题目描述：

　　在一个4*4的棋盘上有8个黑棋和8个白棋，当且仅当两个格子有公共边，这两个格子上的棋是相邻的。移动棋子的规则是交换相邻两个棋子。

给出一个初始棋盘和一个最终棋盘，请找出一个最短的移动序列使初始棋盘变为最终棋盘。

代码实现：

#include<iostream>
#include<queue>
#define FOR(a,b,c) for(int a=(b);a<(c);a++)
using namespace std;

const int maxn = 16;
struct Node{   // 结构体存棋盘的二进制序列和步数
    int num,d;
};
int A,B;
int vis[100000];

void BFS() {
queue<Node> q;
    q.push((Node){A,0});
    while(!q.empty()) 
    {
        Node u=q.front(); q.pop();
        int tmp=u.num;
        if(tmp==B) { cout<<u.d; return ; }
        for(int i=15;i>=0;i--)   // 棋盘对应的二进制序列，从高到低依次枚举每个位置
        {
            int x=(15-i)/4,y=(15-i)%4,w=1<<i,z;  //计算该位置在棋盘上的x和y坐标值
            if(y<3 && (tmp&(1<<i))!=(tmp&(1<<i-1)))   //向右交换，二进制序列的i和i-1交换
            {
                z=1<<i-1;
                if(!vis[tmp^z^w]) {
                    vis[tmp^z^w]=1;
                    q.push((Node){tmp^z^w,u.d+1});
                }
            }
            if(x<3 && (tmp&(1<<i))!=(tmp&(1<<i-4)))  //向下交换，二进制序列的i和i-4交换
            {
                z=1<<i-4;
                if(!vis[tmp^z^w]) {
                    vis[tmp^z^w]=1;
                    q.push((Node){tmp^z^w,u.d+1});
                }
            }
        }
    }
}

int main() 
{
    char c;
    for(int i=15;i>=0;i--) {
        cin>>c;
        if(c!='0')  A += 1<<i;
    }
    for(int i=15;i>=0;i--) {
        cin>>c;
        if(c!='0')  B += 1<<i;
    }
    if(A==B) cout<<0;
    else BFS();
}

·例二：

题目描述：

原题来自：HAOI 2008

　　在一个 4×4 的方框内摆放了若干个相同的玩具，某人想将这些玩具重新摆放成为他心中理想的状态，规定移动时只能将玩具向上下左右四个方向移动，并且移动的位置不能有玩具，请你用最少的移动次数将初始的玩具状态移动到目标状态。

代码实现;

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int dx[]={0,0,1,-1};
const int dy[]={1,-1,0,0};

char s[10];
int mp[66000],state[5][5],st[5][5],ed[5][5],e;

int get_hash(int a[5][5]){
    int tot=0,p=1;
    for(int i=1;i<=4;i++)
        for(int j=1;j<=4;j++)
            tot+=a[i][j]*p,p<<=1;
    return tot;
}

void get_state(int x){
    for(int i=1;i<=4;i++)
        for(int j=1;j<=4;j++)
            state[i][j]=x&1,x>>=1;
}

void read_and_parse(){
    for(int i=1;i<=4;i++){
        scanf("%s",s+1);
        for(int j=1;j<=4;j++)st[i][j]=s[j]-'0';
    }
    for(int i=1;i<=4;i++){
        scanf("%s",s+1);
        for(int j=1;j<=4;j++)ed[i][j]=s[j]-'0';
    }
    memset(mp,-1,sizeof(mp));
    e=get_hash(ed);
}

void solve(){
    queue<int> q;
    q.push(get_hash(st)),mp[get_hash(st)]=0;
    while(q.size()){
        int u=q.front();q.pop();
        if(u==e)break;
        get_state(u);
        for(int i=1;i<=4;i++)
            for(int j=1;j<=4;j++)
                if(state[i][j])
                    for(int k=0;k<4;k++){
                        int x=i+dx[k],y=j+dy[k];
                        if(x<1||y<1||x>4||y>4)continue;
                        swap(state[i][j],state[x][y]);
                        int v=get_hash(state);
                        if(mp[v]==-1){
                            q.push(v);
                            mp[v]=mp[u]+1;
                        }
                        swap(state[i][j],state[x][y]);
                    }
    }
    printf("%d\n",mp[e]);
}

int main(){
    read_and_parse();
    solve();
    return 0;
}