A Za, A Za, Fighting...

坚信:勤能补拙

PKU 1077 Eight

问题:
http://acm.pku.edu.cn/JudgeOnline/problem?id=1077

思路:
传说中经典的经典
解法有: 单向BFS,双向BFS,还有A*等启发式搜索算法
今天先写了前两种方法的代码,至于启发式算法待续

判重: 全排列的哈希,详见: http://www.cppblog.com/Joe/archive/2010/08/06/122410.html

代码(单向BFS,110MS):
  1 #define RC 3
  2 #define STR_LEN 9
  3 #define HASH_LEN 362880 /* 9! */
  4 const int facs[] = {12624120720504040320};
  5 const char letters[] = "udlr";
  6 const int dx[] = {-1100};
  7 const int dy[] = {00-11};
  8 char success[] = "123456780";
  9 char begin[STR_LEN+1];
 10 int success_hash, begin_position;
 11 int hash[HASH_LEN];
 12 struct EACH {
 13     char str[STR_LEN+1];
 14     int position;
 15     int pre;
 16     int dir;
 17 } queue[HASH_LEN];
 18 
 19 /* permutation -> number */
 20 int 
 21 hash_func(char *str)
 22 {
 23     int i, j, cnt, result = 0;
 24     for(i=1; i<STR_LEN; i++) {
 25         cnt = 0;
 26         for(j=0; j<i; j++)
 27             if(str[j] > str[i])
 28                 ++cnt;
 29         result += (cnt*facs[i-1]);
 30     }
 31     return result;
 32 }
 33 
 34 void
 35 init()
 36 {
 37     int i;
 38     char input[2];
 39     memset(hash, 0sizeof(hash));
 40     for(i=0; i<STR_LEN; i++) {
 41         scanf("%s", input);
 42         begin[i] = input[0];
 43         if(begin[i] == 'x') {
 44             begin[i] = '0';
 45             begin_position = i;
 46         }
 47     }
 48     begin[STR_LEN] = '\0';
 49     success_hash = hash_func(success);
 50 }
 51 
 52 void
 53 output(int index)
 54 {
 55     if(queue[index].pre == -1)
 56         return;
 57     output(queue[index].pre);
 58     printf("%c", letters[queue[index].dir]);
 59 }
 60 
 61 #define ADD(tail, s, pos, p, d) strcpy(queue[tail].str, s); \
 62     queue[tail].position = pos; \
 63     queue[tail].pre = p; \
 64     queue[tail].dir = d;
 65 
 66 #define CHECK(h) if(h == success_hash) { \
 67     output(tail); \
 68     printf("\n"); \
 69     return; \
 70 }
 71 
 72 void
 73 bfs()
 74 {
 75     int i, h, head, tail;
 76     char nxt[STR_LEN+1];
 77     int curx, cury, nxtx, nxty;
 78     head = -1;
 79     tail = 0;
 80     ADD(tail, begin, begin_position, -1-1);
 81     h = hash_func(begin);
 82     hash[h] = 1;
 83     CHECK(h);
 84     while(head < tail) {
 85         ++head;
 86         curx = queue[head].position/RC;
 87         cury = queue[head].position%RC;
 88         for(i=0; i<4; i++) {
 89             nxtx = curx + dx[i];
 90             nxty = cury + dy[i];
 91             if(nxtx>=0 && nxtx<RC && nxty>=0 && nxty<RC) {
 92                 strcpy(nxt, queue[head].str);
 93                 nxt[queue[head].position] = nxt[nxtx*RC+nxty];
 94                 nxt[nxtx*RC+nxty] = '0';
 95                 h = hash_func(nxt);
 96                 if(!hash[h]) {
 97                     ++tail;
 98                     ADD(tail, nxt, nxtx*RC+nxty, head, i);
 99                     hash[h] = 1;
100                     CHECK(h);
101                 }
102             }
103         }
104     }
105     printf("unsolvable\n");
106 }

代码(双向BFS,16MS):
  1 #define RC 3
  2 #define STR_LEN 9
  3 #define HASH_LEN 362880 /* 9! */
  4 const int facs[] = {12624120720504040320};
  5 const char letters[] = "udlr";
  6 const int pos[] = {-33-11}; /* up, down, left, right */
  7 const int movable[][4= {0,1,0,10,1,1,10,1,1,01,1,0,11,1,1,11,1,1,01,0,0,11,0,1,11,0,1,0};
  8 int hash[2][HASH_LEN];
  9 struct EACH {
 10     char str[STR_LEN+1];
 11     int position, pre, dir, hval;
 12 } queue[2][HASH_LEN];
 13 
 14 /* permutation -> number */
 15 int 
 16 hash_func(char *str)
 17 {
 18     int i, j, cnt, result = 0;
 19     for(i=1; i<STR_LEN; i++) {
 20         cnt = 0;
 21         for(j=0; j<i; j++)
 22             if(str[j] > str[i])
 23                 ++cnt;
 24         result += (cnt*facs[i-1]);
 25     }
 26     return result;
 27 }
 28 
 29 void
 30 output(int hash_value)
 31 {
 32     int i, j;
 33     char tmp[250];
 34     for(i=0; i<HASH_LEN; i++)
 35         if(queue[0][i].hval == hash_value)
 36             break;
 37     j = 0;
 38     while(queue[0][i].pre != -1) {
 39         tmp[j++= letters[queue[0][i].dir];
 40         i = queue[0][i].pre;
 41     }
 42     for(i=j-1; i>=0; i--)
 43         printf("%c", tmp[i]);
 44 
 45     for(i=0; i<HASH_LEN; i++)
 46         if(queue[1][i].hval == hash_value)
 47             break;
 48     while(queue[1][i].pre != -1) {
 49         printf("%c", queue[1][i].dir%2==0 ? letters[queue[1][i].dir+1] : letters[queue[1][i].dir-1]);
 50         i = queue[1][i].pre;
 51     }
 52 }
 53 
 54 #define ADD(index, tail, s, pos, p, d, h) strcpy(queue[index][tail].str, s); \
 55     queue[index][tail].position = pos; \
 56     queue[index][tail].pre = p; \
 57     queue[index][tail].dir = d; \
 58     queue[index][tail].hval = h;
 59 
 60 int
 61 bfs(char *start_str, int start_pos)
 62 {
 63     int i, index, h, curp, nxtp, head[2], tail[2];
 64     char suc[] = "123456780";
 65     char nxt[STR_LEN+1];
 66     head[0= head[1= -1;
 67     tail[0= tail[1= 0;
 68     h = hash_func(start_str);
 69     hash[0][h] = 1;
 70     ADD(0, tail[0], start_str, start_pos, -1-1, h);
 71     h = hash_func(suc);
 72     hash[1][h] = 1;
 73     ADD(1, tail[1], suc, 8-1-1, h);
 74     while(head[0]<tail[0&& head[1]<tail[1]) {
 75         for(index=0; index<2; index++) {
 76             ++head[index];
 77             curp = queue[index][head[index]].position;
 78             for(i=0; i<4; i++) {
 79                 if(movable[curp][i]) {
 80                     nxtp = curp + pos[i];
 81                     strcpy(nxt, queue[index][head[index]].str);
 82                     nxt[curp] = nxt[nxtp];
 83                     nxt[nxtp] = '0';
 84                     h = hash_func(nxt);
 85                     if(!hash[index][h]) {
 86                         ++tail[index];
 87                         ADD(index, tail[index], nxt, nxtp, head[index], i, h);
 88                         hash[index][h] = 1;
 89                     }
 90                     if(hash[1-index][h])
 91                         return h;
 92                 }
 93             }
 94         }
 95     }
 96     return -1;
 97 }
 98 
 99 int
100 main(int argc, char **argv)
101 {
102     int i, sp, h;
103     char input[2], num[STR_LEN+1];
104     for(i=0; i<STR_LEN; i++) {
105         scanf("%s", input);
106         num[i] = input[0];
107         if(num[i]=='x') {
108             num[i] = '0';
109             sp = i;
110         }
111     }
112     num[STR_LEN] = '\0';
113     h = bfs(num, sp);
114     if(h==-1)
115         printf("unsolvable\n");
116     else {
117         output(h);
118         printf("\n");
119     }
120     return 0;
121 }

posted on 2010-08-06 16:36 simplyzhao 阅读(181) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: B_搜索


只有注册用户登录后才能发表评论。
网站导航: 博客园   IT新闻   BlogJava   知识库   博问   管理


导航

<2010年8月>
25262728293031
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930311234

统计

常用链接

留言簿(1)

随笔分类

随笔档案

搜索

最新评论

阅读排行榜

评论排行榜