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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
思路
这道题就是稍有些麻烦的$BFS$题,但是思路同迷宫问题
如果想要简短代码请左转别人的题解
代码
#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <queue>
using namespace std;
int g[3][5];
string start,ed;
unordered_map <string,int> dist;
unordered_map <string,pair <char,string>> pre;
void set (string state) {
string res;
for (int i = 1;i <= 4;i++) g[1][i] = state[i-1];
for (int i = 4,j = 4;i >= 1;i--,j++) g[2][i] = state[j];
}
string get () {
string res;
for (int i = 1;i <= 4;i++) res += g[1][i];
for (int i = 4;i >= 1;i--) res += g[2][i];
return res;
}
string move0 (string state) {
set (state);
for (int i = 1;i <= 4;i++) swap (g[1][i],g[2][i]);
return get ();
}
string move1 (string state) {
set (state);
char v0 = g[1][4],v1 = g[2][4];
for (int i = 4;i >= 2;i--) {
for (int j = 1;j <= 2;j++) {
g[j][i] = g[j][i-1];
}
}
g[1][1] = v0,g[2][1] = v1;
return get ();
}
string move2 (string state) {
set (state);
char v = g[1][2];
g[1][2] = g[2][2];
g[2][2] = g[2][3];
g[2][3] = g[1][3];
g[1][3] = v;
return get ();
}
void bfs () {
queue <string> q;
q.push (start);
dist[start] = 0;
while (!q.empty ()) {
string t = q.front ();
q.pop ();
string m[3];
m[0] = move0 (t);
m[1] = move1 (t);
m[2] = move2 (t);
for (int i = 0;i < 3;i++) {
string k = m[i];
if (!dist.count (k)) {
dist[k] = dist[t]+1;
pre[k] = {char (i + 'A'),t};
if (k == ed) break;
q.push (k);
}
}
}
}
int main () {
for (int i = 0;i < 8;i++) {
char ch;
cin >> ch;
ed += ch;
start += char (i+'1');
}
bfs ();
cout << dist[ed] << endl;
string res;
while (ed != start) {
res = char (pre[ed].first) + res;
ed = pre[ed].second;
}
if (!res.empty ()) cout << res << endl;
return 0;
}