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2011-07-09 05:57:34| 人氣2,066| 回應0 | 上一篇 | 下一篇

b094. H. 數字拼盤 (IDA* 版本)

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b094. H. 數字拼盤

內容 :

數字拼盤是個很古老的遊戲,由Sam Loyd1870年左右所發明,盤面由一個九宮格構成,上面有八個可移動的方塊,分別是編號18,遊戲的目的是要藉由移動這八個方塊,使盤面回到最初的狀態也就是八個方塊依照數字排序,而方塊只能往空格的地方移動。

圖一

 

以上圖為例,這個盤面可移動的方塊有兩種選擇,分別是2 (可往下移動)以及3 (可往右移動)。而盤面終止的條件為數字1在左上角、數字2在正上方、數字3在右上角、數字4在最左邊、數字5在中間、數字6在最右邊、數字7在左下角、數字8在正下方、而空格在右下方,如下圖:

 

 

圖二

 

 

小達達的媽媽送了他一個數字拼盤,但正如名字一般,小達達的頭腦阿達阿達的,他把拼盤打亂後根本不知道要如何把拼盤弄回來,有一天他帶著數字拼盤到學校的時候,恰好被班上成績最好的同學小君君看到,小君君看著他的數字拼盤說:這麼簡單的遊戲,我20步以內就能解出來了。小達達聽了很不甘心,他決定要找出無法20步之內解出來的狀態。

輸入說明 :

輸入檔中會有多筆資料,第一行是一個正整數k,代表一共有多少組資料,接下來是k組測試資料,每組測試資料有三行,每行三個用空白隔開的數字代表數字拼盤的盤面狀態,其中0代表空格的位置。

輸出說明 :

對每組測試資料,如果這組測試資料能夠在20步以內被解出來,請輸出Easy,其餘的狀況請輸出Hard,。

範例輸入 :

2
1 2 3
4 5 6
8 7 0
1 2 3
4 5 6
7 0 8

範例輸出 :

Hard
Easy

提示 :

出處 :

2007 NPSC 高中組決賽


作法 : IDA*
跟 A* 的差別就是少一個 heap去抓最小值出來擴張,因此會重複走點
15 數碼,只能用 IDA* ,A* 會記憶體爆炸


IDA*(Iterative deepening A*)即是迭代加深启发式搜索.在这题当中,实际上是把启发函数用来做剪枝了,算法如下:

1.定义启发函数 H()为∑[abs(xInit-xTarget)+abs(yInit-yTarget)],由于每次移动H值最多少1,所以它是相容的.
2.设初始迭代深度为初始状态的H值 H(initStatus);
3.迭代加深进行搜索.
4.如果 当前搜索深度 + H值 > 迭代深度,则剪枝.


/**********************************************************************************/
/*  Problem: b094 "H. 數字拼盤" from 2007 NPSC 高中組決賽                */
/*  Language: C                                                                   */
/*  Result: AC (60ms, 246KB) on ZeroJudge                                         */
/*  Author: morris1028 at 2011-07-07 11:37:28                                     */
/**********************************************************************************/


#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<math.h>
struct status {
    int board[3][3];
    int px, py;
}init, target = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,2,2};
int pos[10][2], MaxDepth, flag;
int step[4][2] = {{-1,0}, {0,-1},{0,1},{1,0}};/*u l r d*/
void Swap(int *x, int *y) {
    int t;
    t = *x, *x = *y, *y= t;
}
int H() {
    int sum = 0, tmp, a, b;
    for(a = 0; a < 3; a++) {
        for(b = 0; b < 3; b++) {
            tmp = init.board[a][b];
            if(tmp < 9)
                sum += abs(a-pos[tmp][0]) + abs(b-pos[tmp][1]);
        }
    }
    return sum;
}
int SingleH(int x, int y, int tmp) {
    return abs(x-pos[tmp][0]) + abs(y-pos[tmp][1]);
}
int IDAstar(int dv, int hv, int prev) {
    if(hv == 0) { flag = 1;return dv; }
    if(dv + hv > 20 || dv + hv > MaxDepth)    return dv + hv;

    int a, nx, ny, x = init.px, y = init.py;
    int tMaxDepth = 10000, dn, ht;
    
    for(a = 0; a < 4; a++) {
        if(a + prev == 3) continue;
        nx = x + step[a][0], ny = y + step[a][1];
        if(nx < 0 || nx == 3 || ny < 0 || ny == 3)
            continue;
       
        ht = hv - SingleH(nx, ny, init.board[nx][ny]) + SingleH(x, y, init.board[nx][ny]);
        Swap(&init.board[x][y], &init.board[nx][ny]);
        init.px = nx, init.py = ny;
        dn = IDAstar(dv+1, ht, a);
        Swap(&init.board[x][y], &init.board[nx][ny]);
        init.px = x, init.py = y;
        if(flag)    return dv;
        if(tMaxDepth > dn) tMaxDepth = dn;
    }
    return tMaxDepth;
}
main() {
    int T, a, b, ini;
    scanf("%d", &T);
    while(T--) {
        int index = 0;
        for(a = 0; a < 3; a++)
            for(b = 0; b < 3; b++) {
                scanf("%d", &init.board[a][b]);
                if(init.board[a][b] == 0) {
                    init.board[a][b] = 9;
                    init.px = a, init.py = b;
                }
                index++;
                pos[index][0] = a, pos[index][1] = b;
            }
        if(H()) {
            MaxDepth = H(), flag = 0, ini = MaxDepth;
            while((flag == 0) && (MaxDepth <= 20))
                MaxDepth = IDAstar(0, ini, -1);
            puts(flag == 1 ? "Easy" : "Hard");
        }
        else puts("Easy");
    }
    return 0;
}

台長: Morris
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