用C++编写一个用深度优先搜索策略解决九宫格重排问题的代码

好的，以下是用C++编写的深度优先搜索解决九宫格重排问题的代码：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

const int N = 3; // 九宫格的边长
const int N2 = N * N; // 九宫格的格子数

int MDT[N2][N2]; // 预处理的曼哈顿距离表格

// 计算曼哈顿距离
int manhattan(int *state) {
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < N2; i++) {
        if (state[i] == 0) continue; // 跳过空格
        sum += MDT[i][state[i] - 1]; // 按照表格查找曼哈顿距离
    }
    return sum;
}

// 判断是否已经到达目标状态
bool is_target(int *state) {
    for (int i = 0; i < N2; i++) {
        if (state[i] != i + 1) return false; // 如果有格子不在目标位置上，返回false
    }
    return true;
}

// 搜索函数
bool dfs(int depth, int *state, int prev) {
    if (depth + manhattan(state) > prev) return false; // 剪枝：如果当前深度+曼哈顿距离已经超过了前一次搜索的深度，返回false
    if (is_target(state)) return true; // 如果已经到达目标状态，返回true

    int pos; // 空格的位置
    for (int i = 0; i < N2; i++) {
        if (state[i] == 0) {
            pos = i;
            break;
        }
    }

    int x = pos / N, y = pos % N; // 空格的行列坐标

    static const int dx[] = {1, 0, -1, 0}; // 方向数组
    static const int dy[] = {0, 1, 0, -1};

    for (int dir = 0; dir < 4; dir++) { // 四个方向依次尝试
        int nx = x + dx[dir], ny = y + dy[dir];
        int npos = nx * N + ny;
        if (nx < 0 || nx >= N || ny < 0 || ny >= N) continue; // 越界了，跳过
        swap(state[pos], state[npos]); // 交换空格和相邻格子的位置
        if (dfs(depth + 1, state, prev)) return true; // 递归搜索
        swap(state[pos], state[npos]); // 恢复当前状态
    }

    return false;
}

int main() {
    // 预处理曼哈顿距离表格
    for (int i = 0; i < N2; i++) {
        for (int j = 0; j < N2; j++) {
            MDT[i][j] = abs(i / N - j / N) + abs(i % N - j % N);
        }
    }

    int state[N2]; // 初始状态
    cout << "请输入初始状态（按行输入，空格用0表示）：" << endl;
    for (int i = 0; i < N2; i++) {
        cin >> state[i];
    }

    int depth = 0; // 初始深度为0
    while (!dfs(0, state, depth)) {
        depth++; // 如果搜索不到解，增加搜索深度
    }

    cout << "最少需要移动" << depth << "步才能完成重排" << endl;

    return 0;
}

该代码用了一个预处理的曼哈顿距离表格来加速计算曼哈顿距离，使用深度优先搜索策略来解决九宫格重排问题，同时加入了一些剪枝以提高搜索效率。