八数码问题 BFS+Cantor

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int LEN=362880;   //状态总共362880
struct node{int state[9];        //记录一个八数码的排列，即一个状态int dis;            //记录到起点的距离
};
int dir[4][2]={{-1,0},{0,-1},{1,0},{0,1}};              //左、上、右、下顺时针方向，左上角坐标是(0,0)
int visited[LEN]={0};                   //与每个状态对应记录，Cantor()函数对它置数，并判重
int start[9];                           //开始状态
int goal[9];                            //目标状态
long int factory[]={1,1,2,6,24,120,720,5040,40320,362880};              //Cantor()函数常用到的常数
bool Cantor(int str[],int n){long result=0;for(int i=0;i<n;i++){               //用康托展开判重int counted=0;for(int j=i+1;j<n;j++){if(str[i]>str[j])           //当前未出现的元素排在第几个++counted;}result+=counted*factory[n-i-1];}if(!visited[result]){               //没有被访问过visited[result]=1;return 1;}elsereturn 0;
}
bool bfs(){node head;memcpy(head.state,start,sizeof(head.state));            //复制起点的状态head.dis=0;queue<node> q;                                          //队列中的内容是记录状态Cantor(head.state,9);                                   //用康托展开判重，目的是对起点的visited[]赋初值q.push(head);                                           //第一个进队列的是起点状态while(!q.empty()){                                     //处理队列head=q.front();q.pop();                                            //可在此处打印head.state,看弹出队列的情况int z;for(z=0;z<9;z++)                                    //找这个状态中元素0的位置if(head.state[z]==0) break;                    //找到了  转化为二维，左上角是原点(0,0)int x=z%3;                                          //横坐标int y=z/3;                                          //纵坐标for(int i=0;i<4;i++){                               //上下左右最多有可能有4个新状态int newx=x+dir[i][0];                           //元素0转移后的新坐标int newy=y+dir[i][1];int nz=newx+3*newy;                             //转化为一维if(newx>=0 &&newx<3 &&newy>=0&&newy<3){         //未越界node newnode;memcpy(&newnode,&head,sizeof(struct node));     //复制这新的状态swap(newnode.state[z],newnode.state[nz]);        //把0移动到新的位置newnode.dis++;if(memcmp(newnode.state,goal,sizeof(goal))==0)   //与目标状态对比return newnode.dis;                          //到达目标状态，返回距离，结束if(Cantor(newnode.state,9))                       //用康托展开判重q.push(newnode);                              //把新状态放在进队列中}}}return -1;                                                  //没找到
}
int main()
{for(int i=0;i<9;i++) cin>>start[i];                        //初始状态for(int i=0;i<9;i++) cin>>goal[i];                         //目标状态int num=bfs();if(num!=-1) cout<<num<<endl;else cout<<"Impossible"<<endl;return 0;
}

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