• poj 1077 Eight(A*)


         经典的八数码问题,用来练习各种搜索=_=。这题我用的A*做的,A*的主要思想就是在广搜的时候加了一个估价函数,用来评估此状态距离最终状态的大概距离。这样就可以省下很多状态不用搜索。对于每个状态设置一个函数 h(x),这就是估价函数了(可能名词不太对请见谅),再设置一个函数 g(x), 这存的是初始状态到当前状态所用步数(或距离,视估价函数而定),再设函数 f(x) = g(x) + h(x),我们对每个状态的 f(x)的值进行排序, 然后从当前 f(x) 最小的状态继续搜索,直到搜索到最终状态或者没有后继状态。

        上代码:

    #include <cstdio>
    #include <cstring>
    #include <cstdlib>
    #include <iostream>
    #include <algorithm>
    #include <cmath>
    #include <queue>
    #define N 10
    #define M 500000
    using namespace std;
    
    struct sss
    {
        int state[N];
        int num, place;
    };
    priority_queue<sss> q;
    
    int f[M], g[M] = {0}, fa[M] = {0}, move[M] = {0};
    sss begin, end;
    int step[4][2] = {{-1,0},{0,-1},{0,1},{1,0}};
    int color[M] = {0};
    
    bool operator < (sss a, sss b) { return f[a.num] > f[b.num]; }
    bool operator == (sss a, sss b) { return a.num == b.num; }
    
    int h(sss a) // h(v) 
    {
        int z = 0;
        for (int i = 1; i <= 3; ++i)
            for (int j = 1; j <= 3; ++j)
            {
                int x = (i-1)*3+j;
                z += abs(i-(a.state[x]-1)/3) + abs(j-(a.state[x]-(a.state[x]-1)/3*3));
            }
        return z;
    }
    
    int jiecheng[N] = {0,1,2,6,24,120,720,5040,40320,362880};
    int make_num(sss a) // 康拓展开 
    {
        int ans = 0; bool xiao[N] = {0};
        for (int i = 1; i <= 9; ++i)
        {
            int count = 0; xiao[a.state[i]] = 1;
            for (int j = 1; j < a.state[i]; ++j)
                if (!xiao[j]) count++;
            ans += count * jiecheng[N-i-1];
        }
        return ans;
    }
    
    bool in(sss now, int mo) // 移动可行 
    {
        int x = (now.place-1)/3+1, y = now.place-(x-1)*3;
        x += step[mo-1][0]; y += step[mo-1][1];
        if (x < 1 || x > 3 || y < 1 || y > 3) return false;
        else return true;
    }
    
    void A_star() // A* 
    {
        q.push(begin); f[begin.num] = h(begin);
        while (!q.empty())
        {
            sss u = q.top(); q.pop();
            if (u == end)
                return;
            for (int i = -3; i <= 3; i+=2)
            {
                if (!in(u,(i+5)/2)) continue;
                sss v; v = u; swap(v.state[u.place+i], v.state[u.place]);
                v.place = u.place + i; v.num = make_num(v);
                if (color[v.num] == 1)
                {
                    if (g[u.num] + 1 < g[v.num])
                    {
                        f[v.num] = f[v.num] - g[v.num] + g[u.num] + 1;
                        g[v.num] = g[u.num] + 1; move[v.num] = i;
                        q.push(v); fa[v.num] = u.num;
                    }
                }
                else if (color[v.num] == 2)
                {
                    if (g[u.num] + 1 < g[v.num])
                    {
                        f[v.num] = f[v.num] - g[v.num] + g[u.num] + 1;
                        g[v.num] = g[u.num] + 1; fa[v.num] = u.num;
                        q.push(v); color[v.num] = 1; move[v.num] = i;
                    }
                }
                else
                {
                    g[v.num] = g[u.num] + 1;
                    f[v.num] = h(v) + g[v.num];
                    color[v.num] = 1; fa[v.num] = u.num;
                    q.push(v); move[v.num] = i;
                }
            }
            color[u.num] = 2;
        }
    }
    
    char change(int x)
    {
        if (x == -1) return 'l';
        else if (x == -3) return 'u';
        else if (x == 1) return 'r';
        else return 'd';
    }
    
    void print() // 输出 
    {
        char s[M], snum = 0;
        int k = fa[end.num];
        s[++snum] = change(move[end.num]);
        while (k != begin.num)
        {
            s[++snum] = change(move[k]);
            k = fa[k];
        }
        for (int i = snum; i > 0; --i)
            printf("%c", s[i]);
        printf("
    ");
    }
    
    int main()
    {
        char s[2];
        for (int i = 1; i <= 9; ++i)
        {
            scanf("%s", s);
            if (s[0] != 'x') begin.state[i] = s[0] - '0';
            else
            {
                begin.state[i] = 9;
                begin.place = i;
            }
            end.state[i] = i;
        }
        begin.num = make_num(begin);
        end.num = make_num(end);
        A_star();
        print();
    }
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/handsomeJian/p/3947818.html
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