8数码问题 java 广度优先探索

时间: 2023-11-24 22:51:10 浏览: 49
以下是Java中使用广度优先搜索算法解决8数码问题的示例代码: ```java import java.util.*; public class EightPuzzleBFS { private static final int[][] GOAL = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 0}}; private static final int[] dx = {-1, 0, 1, 0}; private static final int[] dy = {0, 1, 0, -1}; public static void main(String[] args) { int[][] start = {{2, 8, 3}, {1, 6, 4}, {7, 0, 5}}; EightPuzzleBFS solver = new EightPuzzleBFS(); List<int[][]> path = solver.solve(start); if (path == null) { System.out.println("No solution."); } else { for (int[][] board : path) { for (int i = 0; i < 3; i++) { for (int j = 0; j < 3; j++) { System.out.print(board[i][j] + " "); } System.out.println(); } System.out.println(); } } } public List<int[][]> solve(int[][] start) { Map<String, Integer> dist = new HashMap<>(); Map<String, int[][]> prev = new HashMap<>(); Queue<int[][]> queue = new LinkedList<>(); String startStr = toString(start); dist.put(startStr, 0); prev.put(startStr, null); queue.offer(start); while (!queue.isEmpty()) { int[][] curr = queue.poll(); if (isGoal(curr)) { return buildPath(curr, prev); } int[] pos = findZero(curr); for (int i = 0; i < 4; i++) { int nx = pos[0] + dx[i]; int ny = pos[1] + dy[i]; if (nx >= 0 && nx < 3 && ny >= 0 && ny < 3) { int[][] next = clone(curr); swap(next, pos[0], pos[1], nx, ny); String nextStr = toString(next); if (!dist.containsKey(nextStr)) { dist.put(nextStr, dist.get(toString(curr)) + 1); prev.put(nextStr, curr); queue.offer(next); } } } } return null; } private boolean isGoal(int[][] board) { return Arrays.deepEquals(board, GOAL); } private int[] findZero(int[][] board) { int[] pos = new int[2]; for (int i = 0; i < 3; i++) { for (int j = 0; j < 3; j++) { if (board[i][j] == 0) { pos[0] = i; pos[1] = j; return pos; } } } return null; } private int[][] clone(int[][] board) { int[][] copy = new int[3][3]; for (int i = 0; i < 3; i++) { for (int j = 0; j < 3; j++) { copy[i][j] = board[i][j]; } } return copy; } private void swap(int[][] board, int x1, int y1, int x2, int y2) { int temp = board[x1][y1]; board[x1][y1] = board[x2][y2]; board[x2][y2] = temp; } private String toString(int[][] board) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < 3; i++) { for (int j = 0; j < 3; j++) { sb.append(board[i][j]); } } return sb.toString(); } private List<int[][]> buildPath(int[][] end, Map<String, int[][]> prev) { List<int[][]> path = new ArrayList<>(); path.add(end); while (prev.get(toString(end)) != null) { end = prev.get(toString(end)); path.add(0, end); } return path; } } ```

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