codevs1004四子连棋[BFS 哈希]

1004 四子连棋

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空间限制: 128000 KB

题目等级 : 黄金 Gold

题目描述 Description

在一个4*4的棋盘上摆放了14颗棋子，其中有7颗白色棋子，7颗黑色棋子，有两个空白地带，任何一颗黑白棋子都可以向上下左右四个方向移动到相邻的空格，这叫行棋一步，黑白双方交替走棋，任意一方可以先走，如果某个时刻使得任意一种颜色的棋子形成四个一线（包括斜线），这样的状态为目标棋局。

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输入描述 Input Description

从文件中读入一个4*4的初始棋局，黑棋子用B表示，白棋子用W表示，空格地带用O表示。

输出描述 Output Description

用最少的步数移动到目标棋局的步数。

样例输入 Sample Input

BWBO
WBWB
BWBW
WBWO

样例输出 Sample Output

很像八数码问题，状态空间搜索

保存State一个二维数组，本次选的颜色，步数,(封装一个结构体也可以)，BFS就行了，每次从空白走

hash表来判重

手写队列一个好处是可以直接用队列的编号

PS：1从hzwer那里学了些命名

　　　2据说迭代加深也可以，感觉并不好写

//
//  main.cpp
//  codevs1004
//
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//  Copyright © 2016 Candy. All rights reserved.
//

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cstring>
using namespace std;
const int N=5,MAXN=1e6,MOD=155333,hashsize=2e5;
typedef int State[N][N];
inline int read(){
    char c=getchar();int x=0,f=1;
    while(c<'0'||c>'9'){if(c=='-')f=-1;c=getchar();}
    while(c>='0'&&c<='9'){x=x*10+c-'0';c=getchar();}
    return x;
}
int dx[4]={0,0,1,-1},dy[4]={1,-1,0,0},ans=-1;
char s[N];
State q[MAXN];
int head=1,tail=0,d[MAXN],col[MAXN];
bool equ(char a,char b,char c,char d){
    if(a!=b||b!=c||c!=d) return false;
    return true;
}
bool check(State &a){
    for(int i=1;i<=4;i++){
        if(equ(a[i][1],a[i][2],a[i][3],a[i][4])) return 1;
        if(equ(a[1][i],a[2][i],a[3][i],a[4][i])) return 1;
    }
    if(equ(a[1][1],a[2][2],a[3][3],a[4][4]))return 1;
    if(equ(a[1][4],a[2][3],a[3][2],a[4][1]))return 1;
    return 0;
}
bool valid(int x,int y,int num){
    if(x<1||x>4||y<1||y>4) return 0;
    if(q[num][x][y]!=col[num]) return 0;
    return 1;
}
int h[hashsize],ne[hashsize];
void init(){memset(h,0,sizeof(h));}
int gethash(State &s){
    int x=0;
    for(int i=1;i<=4;i++){
        for(int j=1;j<=4;j++) x=x*3+s[i][j];
        x%=MOD;
    }
    return x;
}
bool tti(int num){
    int x=gethash(q[num]);
    for(int i=h[x];i;i=ne[i])
        if(memcmp(q[i],q[num],sizeof(q[num]))==0) return 0;
    ne[num]=h[x];
    h[x]=num;
    return 1;
}
void move(int x,int y){
    State &s=q[head];
    for(int i=0;i<4;i++){
        int nx=x+dx[i],ny=y+dy[i];
        if(!valid(nx,ny,head)) continue;
        State &t=q[++tail];
        memcpy(t,s,sizeof(s));
        swap(t[nx][ny],t[x][y]);
        if(tti(tail)){
            d[tail]=d[head]+1;
            col[tail]=col[head]==1?2:1;
        }
        else tail--;
        if(check(t)) ans=d[tail];
    }
}
void bfs(){
    while(head<=tail){
        State &now=q[head]; //printf("head %d
",head);
        for(int i=1;i<=4;i++)
            for(int j=1;j<=4;j++)
                if(now[i][j]==0) move(i,j);
        if(ans!=-1) return;
        head++;
    }
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
    State &a=q[++tail],&b=q[++tail];
    for(int i=1;i<=4;i++){
        scanf("%s",s+1);
        for(int j=1;j<=4;j++){
            if(s[j]=='B') a[i][j]=b[i][j]=1;
            else if(s[j]=='W') a[i][j]=b[i][j]=2;
            else if(s[j]=='O') a[i][j]=b[i][j]=0;
        }
    }
    col[1]=1;col[2]=2;
    bfs();
    printf("%d",ans);
    return 0;
}