分析
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思路:首先将”12345678”放到队列的队头,然后用宽搜搜索可以到达的状态,直到搜到终点为止。
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每一次扩展的时候分别做一下A、B、C三种操作,做完之后得到一个字符串,然后判断这个字符串是否被搜到过,如果没有搜到过的话,把它的距离更新一下,然后存到队列中。
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因为要输出方案,我们记录一下每个状态是从哪个状态更新过来的即可。
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如何保证存在多个方案时,输出字典序最小的方案呢?我们在扩展的时候按照A、B、C三种方案进行扩展即可。可以使用数学归纳法证明:任意时刻按照A、B、C三种方案进行扩展得到的序列字典序是最小的。
(1)刚开始序列为空,归纳假设显然成立。
(2)假设某一时刻上述归纳假设成立,那么考虑下一时刻:
#include <iostream>
#include <queue>
#include <unordered_map>
#include <algorithm>
using namespace std;
char g[2][4]; // 盘面
// pre[s2] = {'A', s1} 表示:s1变到s2是通过A方案实现的
unordered_map<string, pair<char, string>> pre;
unordered_map<string, int> dist;
// 将string转化为盘面
void set(string state) {
for (int i = 0; i < 4; i++) g[0][i] = state[i];
for (int i = 7, j = 0; j < 4; i--, j++) g[1][j] = state[i];
}
// 将盘面转化为string
string get() {
string res;
for (int i = 0; i < 4; i++) res += g[0][i];
for (int i = 3; i >= 0; i--) res += g[1][i];
return res;
}
string move0(string state) {
set(state);
for (int i = 0; i < 4; i++) swap(g[0][i], g[1][i]);
return get();
}
string move1(string state) {
set(state);
int v0 = g[0][3], v1 = 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] = v0, g[1][0] = v1;
return get();
}
string move2(string state) {
set(state);
int v = g[0][1];
g[0][1] = g[1][1];
g[1][1] = g[1][2];
g[1][2] = g[0][2];
g[0][2] = v;
return get();
}
int bfs(string start, string end) {
if (start == end) return 0;
queue<string> q;
q.push(start);
dist[start] = 0;
while (!q.empty()) {
auto t = q.front(); q.pop();
string m[3];
m[0] = move0(t); // 'A'
m[1] = move1(t); // 'B'
m[2] = move2(t); // 'C'
for (int i = 0; i < 3; i++)
if (!dist.count(m[i])) {
dist[m[i]] = dist[t] + 1;
pre[m[i]] = {i + 'A', t};
q.push(m[i]);
if (m[i] == end) return dist[end];
}
}
return -1;
}
int main() {
int x;
string start, end;
for (int i = 0; i < 8; i++) {
cin >> x;
end += char(x + '0');
}
for (int i = 1; i <= 8; i++) start += char('0' + i);
int step = bfs(start, end);
cout << step << endl;
string res;
while (end != start) {
res += pre[end].first;
end = pre[end].second;
}
reverse(res.begin(), res.end());
if (step > 0) cout << res << endl;
return 0;
}