问题 D: 神奇密码锁

今天小编又来跟新了没办法A题目速度不高啊本人还在处于训练状态请多多包涵

最近在训练DFS以及BFS 今天我来说说神奇密码锁问题在做这个题目的过程中有思路然后想上网找找发现没有博客写关于这个问题

所以我想讲讲我的解题思路

题目描述

小明忘记了旅行箱上的密码，现在他想自己暴力弄出密码来，但他又想知道最从一个数字到另一个数字最少需要多少步，现在请你帮忙。

另外，小明的密码箱很奇怪，只有四位数，上面的数字只有1到9，每次只能让每位数加1或者减1。按常识我们可以知道从1到9只需要减1，从9到1只需要加1。此外，你还能交换相邻的两个数字。如1234可以在一步后变成2134，但不能变成4231。

输入

第一行有一个整数：T，代表有多少组测试数据。

接下来T行，每行有两个整数（都是四位数），第一个是初状态，第二个是目标状态。

输出

每组数据输出一个整数，占一行。

样例输入

21234 21441111 9999

样例输出

首先在看这道题目时候我先没有考虑bfs以及dfs 我用一个3*3的二维数组来处理该位数字转换为其他位置上数字所需要的步数（包括互换），然后处理四次就可以了，我这样想过但是没有进行实现感觉应该可以

好下面说一下DFS以及BFS的方法，我首先解释一下一个数变化有11种情况（每一位数字加减共8种互换数字有三种共11种）。我在分析的过程中把DFS排除了因为在你往下走的过程中深度很大，你不知道跳出循环条件是什么不过我今天听别人讲可以限制它的深度如果在限制的深度中还是没有找到你要的答案可以进一步加大深度直到你找到你的目标为止

至于BFS，其实思路是比较简单的使用容器STL的队列然后使用一个大小为10005的判断数组如果走过为1 没有则为0 然后就是BFS的老套路了先处理对头元素取对头元素（判断）然后就是扩展看是否走过如果走过则跳过如果没有则push 一直到找到目标为止

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <queue>
#include <stdio.h>
#include <cstring>
using namespace std;
int pangduan[11000]={0};
int bf(int y,int z)
{if (y+z==10) return 1;if (y+z==0) return 9;else return y+z;
}
typedef struct password
{int a,b,c,d,m;
}password;
int L[32]={1,0,0,0,-1,0,0,0,0,1,0,0,0,-1,0,0,0,0,1,0,0,0,-1,0,0,0,0,1,0,0,0,-1};
queue<password>Q;
int bfs(password,password);
int main()
{password W1,W2;int n,m;scanf("%d",&n);while(n--){memset(pangduan,0,sizeof(pangduan));scanf("%d",&m);W1.d=m%10;m=m/10;W1.c=m%10;m=m/10;W1.b=m%10;W1.a=m/10;scanf("%d",&m);W2.d=m%10;m=m/10;W2.c=m%10;m=m/10;W2.b=m%10;W2.a=m/10;W1.m=W2.m=0;m=bfs(W1,W2);printf("%d\n",m);}return 0;
}
int bfs(password a,password b)
{Q.push(a);password c;int shu;while(!Q.empty()){c=Q.front();Q.pop();if(c.a==b.a&&c.b==b.b&&c.c==b.c&&c.d==b.d){while(!Q.empty()) {Q.pop();}return c.m;}for(int i=0;i<8;i++){a.a=bf(c.a,L[4*i]);a.b=bf(c.b,L[4*i+1]);a.c=bf(c.c,L[4*i+2]);a.d=bf(c.d,L[4*i+3]);a.m=c.m+1;shu=a.a*1000+a.b*100+a.c*10+a.d;if(pangduan[shu]) continue;else pangduan[shu]=1;Q.push(a);}a.m=c.m+1;a.a=c.b;a.b=c.a;a.c=c.c;a.d=c.d;shu=a.a*1000+a.b*100+a.c*10+a.d;if(!pangduan[shu]){pangduan[shu]=1;Q.push(a);}a.a=c.a;a.b=c.c;a.c=c.b;a.d=c.d;shu=a.a*1000+a.b*100+a.c*10+a.d;if(!pangduan[shu]){pangduan[shu]=1;Q.push(a);}a.a=c.a;a.b=c.b;a.c=c.d;a.d=c.c;shu=a.a*1000+a.b*100+a.c*10+a.d;if(!pangduan[shu]){pangduan[shu]=1;Q.push(a);}}
}

写得挺简洁的 但是当我交的时候就错了 因为发现时间超时了 做题时候没有考虑这个问题 然后我只能使用双向BFS 由于第一次敲代

简洁度有待加强

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <queue>
#include <stdio.h>
#include <cstring>
using namespace std;
int pangduan[11000]= {0};
int flag[11000]= {0};
int pangduan1[11000]= {0};
int flag1[11000]= {0};
int bf(int y,int z)
{if (y+z==10) return 1;if (y+z==0) return 9;else return y+z;
}
typedef struct password
{int a,b,c,d,m;
} password;
int L[32]= {1,0,0,0,-1,0,0,0,0,1,0,0,0,-1,0,0,0,0,1,0,0,0,-1,0,0,0,0,1,0,0,0,-1};
queue<password>Q;
queue<password>P;
int bfs(password,password);
int main()
{password W1,W2;int n,m;scanf("%d",&n);while(n--){memset(pangduan,0,sizeof(pangduan));memset(pangduan1,0,sizeof(pangduan1));memset(flag1,0,sizeof(flag1));memset(flag,0,sizeof(flag));scanf("%d",&m);pangduan[m]=0;flag[m]=1;W1.d=m%10;m=m/10;W1.c=m%10;m=m/10;W1.b=m%10;W1.a=m/10;scanf("%d",&m);pangduan1[m]=0;flag1[m]=1;W2.d=m%10;m=m/10;W2.c=m%10;m=m/10;W2.b=m%10;W2.a=m/10;W1.m=W2.m=0;while(!Q.empty()) Q.pop();while(!P.empty()) P.pop();m=bfs(W1,W2);printf("%d\n",m);}return 0;
}
int bfs(password a,password b)
{Q.push(a);P.push(b);password c;int shu,bushu=999999;int k=0;while(1){while(1){c=Q.front();if(c.m!=k) break;Q.pop();shu=c.a*1000+c.b*100+c.c*10+c.d;if(flag1[shu]!=0){if(c.m<bushu)bushu=c.m+pangduan1[shu];}for(int i=0; i<8; i++){a.a=bf(c.a,L[4*i]);a.b=bf(c.b,L[4*i+1]);a.c=bf(c.c,L[4*i+2]);a.d=bf(c.d,L[4*i+3]);a.m=c.m+1;shu=a.a*1000+a.b*100+a.c*10+a.d;if(flag[shu]) continue;else {pangduan[shu]=a.m;flag[shu]=1;}Q.push(a);}a.m=c.m+1;a.a=c.b;a.b=c.a;a.c=c.c;a.d=c.d;shu=a.a*1000+a.b*100+a.c*10+a.d;if(!pangduan[shu]){pangduan[shu]=a.m;flag[shu]=1;Q.push(a);}a.a=c.a;a.b=c.c;a.c=c.b;a.d=c.d;shu=a.a*1000+a.b*100+a.c*10+a.d;if(!pangduan[shu]){pangduan[shu]=a.m;flag[shu]=1;Q.push(a);}a.a=c.a;a.b=c.b;a.c=c.d;a.d=c.c;shu=a.a*1000+a.b*100+a.c*10+a.d;if(!pangduan[shu]){pangduan[shu]=a.m;flag[shu]=1;Q.push(a);}}if(bushu!=999999) return bushu;while(1){c=P.front();if(c.m!=k) break;P.pop();shu=c.a*1000+c.b*100+c.c*10+c.d;if(flag[shu]!=0){if(c.m<bushu)bushu=c.m+pangduan[shu];}for(int i=0; i<8; i++){a.a=bf(c.a,L[4*i]);a.b=bf(c.b,L[4*i+1]);a.c=bf(c.c,L[4*i+2]);a.d=bf(c.d,L[4*i+3]);a.m=c.m+1;shu=a.a*1000+a.b*100+a.c*10+a.d;if(flag1[shu]) continue;else {pangduan1[shu]=a.m;flag1[shu]=1;}P.push(a);}a.m=c.m+1;a.a=c.b;a.b=c.a;a.c=c.c;a.d=c.d;shu=a.a*1000+a.b*100+a.c*10+a.d;if(!pangduan1[shu]){pangduan1[shu]=a.m;flag1[shu]=1;P.push(a);}a.a=c.a;a.b=c.c;a.c=c.b;a.d=c.d;shu=a.a*1000+a.b*100+a.c*10+a.d;if(!pangduan1[shu]){pangduan1[shu]=a.m;flag1[shu]=1;P.push(a);}a.a=c.a;a.b=c.b;a.c=c.d;a.d=c.c;shu=a.a*1000+a.b*100+a.c*10+a.d;if(!pangduan1[shu]){pangduan1[shu]=a.m;flag1[shu]=1;P.push(a);}}if(bushu!=999999) return bushu;k++;}
}