用c++实现用有界深度优先搜索解决八数码难题

时间: 2024-01-04 20:04:31 浏览: 21
好的,下面是用 C++ 实现用有界深度优先搜索解决八数码难题的代码: ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <unordered_set> using namespace std; const int N = 3; // 拼图块的维度 const int MAX_DEPTH = 50; // 最大搜索深度 struct State { int board[N][N]; // 拼图块的当前状态 int zero_row, zero_col; // 空格的位置 int depth; // 当前状态的深度 State *prev; // 前一状态 }; // 判断当前状态是否为目标状态 bool is_goal(State *s) { int num = 1; for (int i = 0; i < N; i++) { for (int j = 0; j < N; j++) { if (i == N-1 && j == N-1) { if (s->board[i][j] != 0) return false; } else { if (s->board[i][j] != num) return false; num++; } } } return true; } // 复制当前状态 State *copy_state(State *s) { State *new_state = new State; for (int i = 0; i < N; i++) { for (int j = 0; j < N; j++) { new_state->board[i][j] = s->board[i][j]; } } new_state->zero_row = s->zero_row; new_state->zero_col = s->zero_col; new_state->depth = s->depth; new_state->prev = s->prev; return new_state; } // 打印出拼图块的状态 void print_state(State *s) { for (int i = 0; i < N; i++) { for (int j = 0; j < N; j++) { cout << s->board[i][j] << " "; } cout << endl; } cout << endl; } // 找到空格可移动的方向 vector<pair<int, int>> get_moves(State *s) { vector<pair<int, int>> moves; int r = s->zero_row, c = s->zero_col; if (r > 0) moves.push_back({r-1, c}); // 上 if (r < N-1) moves.push_back({r+1, c}); // 下 if (c > 0) moves.push_back({r, c-1}); // 左 if (c < N-1) moves.push_back({r, c+1}); // 右 return moves; } // 判断当前状态是否已被访问过 bool is_visited(State *s, unordered_set<State *> &visited) { return visited.find(s) != visited.end(); } // 生成新的状态,返回是否成功 bool generate_new_state(State *s, int r, int c, State *&new_state) { new_state = copy_state(s); new_state->board[new_state->zero_row][new_state->zero_col] = new_state->board[r][c]; new_state->board[r][c] = 0; new_state->zero_row = r; new_state->zero_col = c; new_state->depth = s->depth + 1; new_state->prev = s; return true; } // 搜索,返回是否找到解决方案 bool dfs(State *s, int depth, unordered_set<State *> &visited) { if (is_goal(s)) { return true; } else if (depth == 0) { return false; } vector<pair<int, int>> moves = get_moves(s); for (auto move : moves) { int r = move.first, c = move.second; State *new_state = NULL; if (generate_new_state(s, r, c, new_state)) { if (!is_visited(new_state, visited)) { visited.insert(new_state); if (dfs(new_state, depth-1, visited)) { return true; } } delete new_state; } } return false; } int main() { // 初始化拼图块的状态 State *start = new State; start->board[0][0] = 1; start->board[0][1] = 2; start->board[0][2] = 3; start->board[1][0] = 4; start->board[1][1] = 0; start->board[1][2] = 5; start->board[2][0] = 7; start->board[2][1] = 8; start->board[2][2] = 6; start->zero_row = 1; start->zero_col = 1; start->depth = 0; start->prev = NULL; unordered_set<State *> visited; visited.insert(start); for (int depth = 0; depth <= MAX_DEPTH; depth++) { if (dfs(start, depth, visited)) { cout << "Solution found at depth " << depth << endl; State *s = start; while (s != NULL) { print_state(s); s = s->prev; } return 0; } } cout << "Solution not found within depth " << MAX_DEPTH << endl; return 0; } ``` 在这个实现中,我们首先定义了一个 `State` 结构体,用于保存拼图块的状态和相关信息。然后定义了几个辅助函数,如判断当前状态是否为目标状态、复制当前状态、打印出拼图块的状态、找到空格可移动的方向、判断当前状态是否已被访问过、生成新的状态等。接着,定义了 `dfs` 函数,实现了有界深度优先搜索的过程。最后,在 `main` 函数中,我们初始化了拼图块的状态,并且依次调用 `dfs` 函数来搜索解决方案,直到找到或者超过最大深度限制。如果找到解决方案,我们打印出解决路径,否则打印出未找到解决方案的提示。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

C++实现树的广度搜索和深度搜索完整代码

基本的数据结构——树,基本的的搜索算法——深搜和广搜,作为了解数据结构和搜索算法来说比较经典。大家一起学习,哈哈
recommend-type

用C++实现DBSCAN聚类算法

本篇文章是对使用C++实现DBSCAN聚类算法的方法进行了详细的分析介绍,需要的朋友参考下
recommend-type

约瑟夫环问题用C++代码实现

8. 【题目】约瑟夫环(约瑟夫问题)是一个数学的应用问题:已知n个人(以编号1,2,3...n分别表示)围坐在一张圆桌周围。从编号为1的人开始报数,数到k的那个人出列;他的下一个人又从1开始报数,数到k的那个人又...
recommend-type

C++面试八股文深度总结

根据自己备战22届秋招(斩获华为、荣耀、联发科、海康威视等offer)总结的相关知识,其中包括C++基础知识、操作系统、计算机网络、数据库等知识。希望对读者有帮助,助其在找工作的路上少走弯路,收获自己心仪的...
recommend-type

集团企业数字孪生平台信息化蓝图(应用系统架构、数据架构、IT基础设施与信息安全架构、信息化组织与管控.pptx

集团企业数字孪生平台信息化蓝图(应用系统架构、数据架构、IT基础设施与信息安全架构、信息化组织与管控.pptx
recommend-type

RTL8188FU-Linux-v5.7.4.2-36687.20200602.tar(20765).gz

REALTEK 8188FTV 8188eus 8188etv linux驱动程序稳定版本, 支持AP,STA 以及AP+STA 共存模式。 稳定支持linux4.0以上内核。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

:YOLOv1目标检测算法:实时目标检测的先驱,开启计算机视觉新篇章

![:YOLOv1目标检测算法:实时目标检测的先驱,开启计算机视觉新篇章](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/69b98e1a619b1bb3c59cf98f4e397cd2.png) # 1. 目标检测算法概述 目标检测算法是一种计算机视觉技术,用于识别和定位图像或视频中的对象。它在各种应用中至关重要,例如自动驾驶、视频监控和医疗诊断。 目标检测算法通常分为两类:两阶段算法和单阶段算法。两阶段算法,如 R-CNN 和 Fast R-CNN,首先生成候选区域,然后对每个区域进行分类和边界框回归。单阶段算法,如 YOLO 和 SSD,一次性执行检
recommend-type

info-center source defatult

这是一个 Cisco IOS 命令,用于配置 Info Center 默认源。Info Center 是 Cisco 设备的日志记录和报告工具,可以用于收集和查看设备的事件、警报和错误信息。该命令用于配置 Info Center 默认源,即设备的默认日志记录和报告服务器。在命令行界面中输入该命令后,可以使用其他命令来配置默认源的 IP 地址、端口号和协议等参数。
recommend-type

c++校园超市商品信息管理系统课程设计说明书(含源代码) (2).pdf

校园超市商品信息管理系统课程设计旨在帮助学生深入理解程序设计的基础知识,同时锻炼他们的实际操作能力。通过设计和实现一个校园超市商品信息管理系统,学生掌握了如何利用计算机科学与技术知识解决实际问题的能力。在课程设计过程中,学生需要对超市商品和销售员的关系进行有效管理,使系统功能更全面、实用,从而提高用户体验和便利性。 学生在课程设计过程中展现了积极的学习态度和纪律,没有缺勤情况,演示过程流畅且作品具有很强的使用价值。设计报告完整详细,展现了对问题的深入思考和解决能力。在答辩环节中,学生能够自信地回答问题,展示出扎实的专业知识和逻辑思维能力。教师对学生的表现予以肯定,认为学生在课程设计中表现出色,值得称赞。 整个课程设计过程包括平时成绩、报告成绩和演示与答辩成绩三个部分,其中平时表现占比20%,报告成绩占比40%,演示与答辩成绩占比40%。通过这三个部分的综合评定,最终为学生总成绩提供参考。总评分以百分制计算,全面评估学生在课程设计中的各项表现,最终为学生提供综合评价和反馈意见。 通过校园超市商品信息管理系统课程设计,学生不仅提升了对程序设计基础知识的理解与应用能力,同时也增强了团队协作和沟通能力。这一过程旨在培养学生综合运用技术解决问题的能力,为其未来的专业发展打下坚实基础。学生在进行校园超市商品信息管理系统课程设计过程中,不仅获得了理论知识的提升,同时也锻炼了实践能力和创新思维,为其未来的职业发展奠定了坚实基础。 校园超市商品信息管理系统课程设计的目的在于促进学生对程序设计基础知识的深入理解与掌握,同时培养学生解决实际问题的能力。通过对系统功能和用户需求的全面考量,学生设计了一个实用、高效的校园超市商品信息管理系统,为用户提供了更便捷、更高效的管理和使用体验。 综上所述,校园超市商品信息管理系统课程设计是一项旨在提升学生综合能力和实践技能的重要教学活动。通过此次设计,学生不仅深化了对程序设计基础知识的理解,还培养了解决实际问题的能力和团队合作精神。这一过程将为学生未来的专业发展提供坚实基础,使其在实际工作中能够胜任更多挑战。