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kuangbin带我飞 专题二 搜索进阶 第一题 HDU1043(双向BFS+康托展开)

2015-07-01 16:05 337 查看
双向BFS

这题需要特判无法变换到得情况,我们发现每次变换8个数字的逆序数奇偶性都是不变的,所以找出给定的序列的逆序数可以特判不存在的情况。

康托展开:http://www.cnblogs.com/hxsyl/archive/2012/04/11/2443009.html

开个结构体node2存当前的string,并且存它的x出现在哪个位置,然后把string康托展开得到一个数p当作是这个string的编号,vis[p]就是当前这个是第几个字符串

开个结构体数组存第k字符串的前一个的编号是多少,然后再存下操作是什么。

之后是双向BFS,跟单BFS用的一样,从开头和终点一起开始BFS,直到两个BFS相遇,就是最短的路程了。这样可以缩短很长的时间,why?例如一个迷宫,我们假设没有边界,没有墙的空地,单BFS需要4^n时间,那双向BFS就是4^(n/2)*2,缩短了很多。

(A*算法并不懂,改天再学,这个就当熟悉一下康托展开和双向BFS了)

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cctype>
#include <cstdlib>
#include <cmath>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <string>
#include <vector>
#include <queue>
#include <map>
#include <set>
#include <sstream>
#include <stack>

using namespace std;
#define MAX 1000000+5
#define MAXN 100000+5
typedef long long LL;

const double pi=3.141592653589793;
const int INF=0x3f3f3f3f;
const int INFF=1e9;
const double inf=1e18;
const double eps=1e-10;
const int mod=1000000007;

int dir[4]={-3,3,-1,1};
char d1[10]={"udlr"};
char d2[10]={"durl"};
int hhash[9]={1,1,2,6,24,120,720,5040,40320};
int vis[MAX];
int vis2[MAX];

struct node{
    int num;
    char d;
}pre[MAX];
struct node2{
    string c;
    int num;
}e;
string s="123456780";

int get_hash(string s){
    int temp=0;
    int len=s.size();
    for(int i=0;i<len-1;i++){
        int k=0;
        for(int j=i+1;j<len;j++){
            if(s[i]>s[j]) k++;
        }
        temp+=k*hhash[len-1-i];
    }
    return temp;
}

void show(int x){
    if(pre[x].num==-1) return ;
    show(pre[x].num);
    printf("%c",pre[x].d);
}

void bfs(){
    queue<node2> q1;
    queue<node2> q2;
    node2 f,g;
    f.c=s;
    f.num=8;
    vis[get_hash(e.c)]=1;
    pre[1].num=-1;
    vis2[get_hash(f.c)]=2;
    pre[2].num=-1;
    int num=2;
    q1.push(e);
    q2.push(f);
    while(!q1.empty()&&!q2.empty()){
        f=q1.front();
        q1.pop();
        int p=get_hash(f.c);
        if(vis2[p]){
            show(vis[p]);
            int k=vis2[p];
            while(pre[k].num!=-1){
                printf("%c",pre[k].d);
                k=pre[k].num;
            }
            printf("\n");
            return;
        }
        for(int i=0;i<4;i++){
            if(i==0&&f.num<3)continue;
            if(i==1&&f.num>5)continue;
            if(i==2&&f.num%3==0)continue;
            if(i==3&&f.num%3==2)continue;
            int x=f.num+dir[i];
            g=f;
            swap(g.c[f.num],g.c[x]);
            int q=get_hash(g.c);
            if(!vis[q]){
                vis[q]=++num;
                g.num=x;
                pre[num].num=vis[p];
                pre[num].d=d1[i];
                q1.push(g);
            }
        }
        f=q2.front();
        q2.pop();
        p=get_hash(f.c);
        if(vis[p]){
            show(vis[p]);
            int k=vis2[p];
            while(pre[k].num!=-1){
                printf("%c",pre[k].d);
                k=pre[k].num;
            }
            printf("\n");
            return;
        }
        for(int i=0;i<4;i++){
            if(i==0&&f.num<3)continue;
            if(i==1&&f.num>5)continue;
            if(i==2&&f.num%3==0)continue;
            if(i==3&&f.num%3==2)continue;
            int x=f.num+dir[i];
            g=f;
            swap(g.c[f.num],g.c[x]);
            int q=get_hash(g.c);
            if(!vis2[q]){
                vis2[q]=++num;
                g.num=x;
                pre[num].num=vis2[p];
                pre[num].d=d2[i];
                q2.push(g);
            }
        }
    }
    printf("unsolvable\n");
}
int main(){
    char a[30];
    while(gets(a)){
        int n=strlen(a);
        e.c="";
        for(int i=0,j=0;i<n;i++){
            if(a[i]!=' '){
                if(a[i]=='x'){
                    e.num=j;
                    e.c=e.c+'0';
                }
                else e.c=e.c+a[i];
                j++;
            }
        }
        memset(vis,0,sizeof(vis));
        memset(vis2,0,sizeof(vis2));
        int k=0;
        for(int i=0;i<9;i++){
            if(e.c[i]=='0') continue;
            for(int j=0;j<i;j++){
                if(e.c[j]=='0') continue;
                if(e.c[j]>e.c[i]) k++;
            }
        }
        if(k%2) printf("unsolvable\n");
        else bfs();
    }
    return 0;
}
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