第七章八数码

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <set>

using namespace std;

typedef int state[9];
const int maxstate=1000000;
state st[maxstate],goal;
int dst[maxstate];
int fa[maxstate];
set<int> vis;

const int dx[]={0,0,-1,1};
const int dy[]={-1,1,0,0};

void init_lookup_table() {vis.clear();}

bool try_to_insert(int n)
{
    int v=0;

    for(int i=0;i<9;i++) v=v*10+st[n][i];

    if(vis.count(v)) return 0;
    vis.insert(v);

    return 1;
}


//bfs只可能在两种情况下返回,一是找到满足的状态
//二是front大于rear,即队列空
int bfs()
{
    init_lookup_table();
    int front=1;
    int rear=2;

    while(front<rear)
    {
        state& s=st[front];

        if(memcmp(s,goal,sizeof(goal))==0) return front;

        int z;
        for(z=0;z<9;z++) if(s[z]==0) break;

        int x=z/3;
        int y=z%3;

        for(int i=0;i<4;i++)
        {
            int newx=x+dx[i];
            int newy=y+dy[i];

            if(newx>=0 && newx<=2 && newy>=0 && newy<=2)
            {
                int newz=newx*3+newy;
            
                state& t=st[rear];
                memcpy(t,s,sizeof(s)); //!!!!!!!!!!!!!!!!!

                t[newz]=s[z];
                t[z]=s[newz];
                dst[rear]=dst[front]+1;
                fa[rear]=front;

                if(try_to_insert(rear)) rear++;

                //如果在一个front下rear没有更新意味着这条路走不通
            }
        }
        front++;
    }

    return 0;
}

void print_ans(int n)
{
    for(int i=0;i<9;i++)
        printf("%d ",st[n][i]);

    printf("\n");
}

int main()
{
    for(int i=0;i<9;i++) scanf("%d",&st[1][i]);

    for(int i=0;i<9;i++) scanf("%d",&goal[i]);

    int cnt=bfs();

    if(cnt!=0)
    {
        printf("%d\n",dst[cnt]);

        while(cnt!=1)
        {
            print_ans(cnt);

            cnt=fa[cnt];
        }
    }
    else printf("-1\n");

    return 0;
}