用c语言实现深度优先搜索八数码问题

时间: 2023-10-25 11:07:01 浏览: 40
好的,以下是用 C 语言实现深度优先搜索八数码问题的示例代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX_NODE_NUM 362880 // 9!,所有状态数量 struct Node { int state[9]; // 状态 int space; // 空格位置 int depth; // 深度 int parent; // 父节点索引 int direction; // 移动方向 }; int visited[MAX_NODE_NUM]; // 记录已经访问的状态 struct Node queue[MAX_NODE_NUM]; // 存放状态的队列 int front = 0, rear = 0; // 队列的头尾指针 // 计算当前状态的哈希值 int hash(struct Node node) { int hash_value = 0, i, j, k; for (i = 0; i < 9; ++i) { k = 1; for (j = i + 1; j < 9; ++j) { if (node.state[j] < node.state[i]) { ++k; } } hash_value += k * factorial(8 - i); } return hash_value; } // 计算阶乘 int factorial(int n) { int result = 1, i; for (i = 1; i <= n; ++i) { result *= i; } return result; } // 判断状态是否已经访问过 int is_visited(struct Node node) { int index = hash(node); return visited[index]; } // 记录状态 void record(struct Node node) { int index = hash(node); visited[index] = 1; } // 将状态加入队列 void enqueue(struct Node node) { queue[rear++] = node; } // 从队列中取出一个状态 struct Node dequeue() { return queue[front++]; } // 判断是否达到目标状态 int is_target(struct Node node, struct Node target) { int i; for (i = 0; i < 9; ++i) { if (node.state[i] != target.state[i]) { return 0; } } return 1; } // 初始化状态 void init_node(struct Node* node, int* state, int space, int depth, int parent, int direction) { int i; for (i = 0; i < 9; ++i) { node->state[i] = state[i]; } node->space = space; node->depth = depth; node->parent = parent; node->direction = direction; } // 打印解路径 void print_path(struct Node* node, struct Node* nodes) { int path[100], length = 0, i; while (node->parent != -1) { path[length++] = node - nodes; node = &nodes[node->parent]; } printf("共%d步\n", length); for (i = length - 1; i >= 0; --i) { node = &nodes[path[i]]; switch (node->direction) { case 0: printf("上\n"); break; case 1: printf("下\n"); break; case 2: printf("左\n"); break; case 3: printf("右\n"); break; } } } // 深度优先搜索 void dfs(struct Node* start, struct Node* target) { int i, j, space, depth = 0, parent = -1, direction; init_node(start, target->state, target->space, depth, parent, -1); record(*start); enqueue(*start); while (front < rear) { struct Node node = dequeue(); if (is_target(node, *target)) { print_path(&node, queue); return; } space = node.space; depth = node.depth + 1; parent = node - queue; if (space > 2) { init_node(&queue[rear], node.state, space - 3, depth, parent, 0); if (!is_visited(queue[rear])) { record(queue[rear]); enqueue(queue[rear]); } } if (space < 6) { init_node(&queue[rear], node.state, space + 3, depth, parent, 1); if (!is_visited(queue[rear])) { record(queue[rear]); enqueue(queue[rear]); } } if (space % 3 > 0) { init_node(&queue[rear], node.state, space - 1, depth, parent, 2); if (!is_visited(queue[rear])) { record(queue[rear]); enqueue(queue[rear]); } } if (space % 3 < 2) { init_node(&queue[rear], node.state, space + 1, depth, parent, 3); if (!is_visited(queue[rear])) { record(queue[rear]); enqueue(queue[rear]); } } } } int main() { int i, j, space = -1; struct Node start, target; printf("请输入初始状态,用空格隔开:\n"); for (i = 0; i < 9; ++i) { scanf("%d", &start.state[i]); if (start.state[i] == 0) { space = i; } } start.space = space; start.depth = 0; start.parent = -1; start.direction = -1; printf("请输入目标状态,用空格隔开:\n"); for (i = 0; i < 9; ++i) { scanf("%d", &target.state[i]); if (target.state[i] == 0) { target.space = i; } } target.depth = -1; target.parent = -1; target.direction = -1; memset(visited, 0, sizeof(visited)); memset(queue, 0, sizeof(queue)); dfs(&start, &target); return 0; } ``` 以上是一个简单的深度优先搜索八数码问题的实现,仅供参考。

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#include<stdio.h> #include<mem.h> #define OK 1 #define ERROR 0 #define MAX_SIZE 100 typedef int Status; typedef struct{ int nums[3]; int id; int operation; int parentId; int level; }ElemType; int cmpArray(int a[], int b[], int n) { int i; for(i=0;i<n;i++) if(a[i] != b[i]) return false; return true; } void BFS(int start[3], int end[3]) { ElemType openTable[MAX_SIZE]; int openFront = 0; int openRear = 0; ElemType CloseTable[MAX_SIZE]; int closeLen=0; bool isSuccess = false; ElemType tmpElem; int count; for(int i=0;i<3;i++) tmpElem.nums[i] = start[i]; // memcpy(tmpElem.nums, start, sizeof(start)); printf("%d %d %d\n", tmpElem.nums[0],tmpElem.nums[1],tmpElem.nums[2]); tmpElem.level = 1; tmpElem.parentId = -1; tmpElem.operation = -1; openTable[openRear] = tmpElem; openRear = (openRear + 1) % MAX_SIZE; while(openRear != openFront) { tmpElem = openTable[openFront]; openFront = (openFront + 1)%MAX_SIZE; printf("[%d %d %d], %c, %d\n", tmpElem.nums[0], tmpElem.nums[1] , tmpElem.nums[2], tmpElem.operation, tmpElem.level ); if(cmpArray(tmpElem.nums, end, 3) && tmpElem.level == 4) { isSuccess = true; break; } else if(tmpElem.level >= 4) { break; } ElemType childElem; for(int i=0;i<3;i++) { if(tmpElem.operation != 'a'+i) { count++; for(int i=0;i<3;i++) childElem.nums[i] = tmpElem.nums[i]; childElem.operation = 'a' + i; // memcpy(childElem.nums, tmpElem.nums, sizeof(tmpElem.nums)); childElem.nums[i] = (childElem.nums[i] + 1) % 2; childElem.parentId = tmpElem.id; childElem.id = count; childElem.level = tmpElem.level + 1; openTable[openRear] = childElem; openRear = (openRear + 1)%MAX_SIZE; } } } if(isSuccess) { printf("success!"); } else { printf("failed"); } } int main() { int a[3]={0,1,0}; int b[3]={1,1,1}; int c[3] = {0,0,0}; BFS(a,b); return 0; } 使用以上程序框架编写C语言代码,解决八数码问题

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