用c语言实现八数码并且加上注释

以下是用C语言实现八数码游戏的代码，已加上注释：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>

// 定义八数码结构体
typedef struct EightPuzzle {
    int puzzle[3][3]; // 3x3的数组表示八数码
    int x, y; // 空白格子的位置坐标
} EightPuzzle;

// 打印八数码
void print_puzzle(EightPuzzle *puzzle) {
    printf("\n");
    for(int i=0; i<3; i++) {
        for(int j=0; j<3; j++) {
            printf("%d ", puzzle->puzzle[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
}

// 交换两个数的值
void swap(int *a, int *b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

// 初始化八数码
void init_puzzle(EightPuzzle *puzzle) {
    // 首先将八数码打乱
    int nums[9] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8};
    for(int i=0; i<9; i++) {
        int j = rand() % 9;
        swap(&nums[i], &nums[j]);
    }

    // 将打乱后的数字填入八数码中
    int k = 0;
    for(int i=0; i<3; i++) {
        for(int j=0; j<3; j++) {
            puzzle->puzzle[i][j] = nums[k++];
            // 记录空白格子的位置
            if(puzzle->puzzle[i][j] == 0) {
                puzzle->x = i;
                puzzle->y = j;
            }
        }
    }
}

// 判断八数码是否可解，返回1表示可解，返回0表示不可解
int is_solvable(EightPuzzle *puzzle) {
    int inversions = 0; // 记录逆序对数
    int nums[9]; // 将八数码转化为一维数组便于计算逆序对数

    // 将八数码转化为一维数组
    int k = 0;
    for(int i=0; i<3; i++) {
        for(int j=0; j<3; j++) {
            nums[k++] = puzzle->puzzle[i][j];
        }
    }

    // 计算逆序对数
    for(int i=0; i<8; i++) {
        for(int j=i+1; j<9; j++) {
            if(nums[i] > nums[j] && nums[i] != 0 && nums[j] != 0) {
                inversions++;
            }
        }
    }

    // 判断逆序对数的奇偶性
    if(inversions % 2 == 0) {
        return 1; // 可解
    } else {
        return 0; // 不可解
    }
}

// 判断八数码是否已经到达目标状态
int is_goal(EightPuzzle *puzzle) {
    int goal[3][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 0}}; // 目标状态
    for(int i=0; i<3; i++) {
        for(int j=0; j<3; j++) {
            if(puzzle->puzzle[i][j] != goal[i][j]) {
                return 0; // 没有到达目标状态
            }
        }
    }
    return 1; // 到达目标状态
}

// 移动空白格子到指定位置
void move_blank(EightPuzzle *puzzle, int x, int y) {
    swap(&puzzle->puzzle[puzzle->x][puzzle->y], &puzzle->puzzle[x][y]);
    puzzle->x = x;
    puzzle->y = y;
}

// 判断指定位置是否可以移动空白格子，返回1表示可以移动，返回0表示不可以移动
int can_move_blank(EightPuzzle *puzzle, int x, int y) {
    if(x >= 0 && x < 3 && y >= 0 && y < 3 && puzzle->puzzle[x][y] == 0) {
        return 1;
    } else {
        return 0;
    }
}

// 复制八数码
void copy_puzzle(EightPuzzle *src, EightPuzzle *dest) {
    for(int i=0; i<3; i++) {
        for(int j=0; j<3; j++) {
            dest->puzzle[i][j] = src->puzzle[i][j];
        }
    }
    dest->x = src->x;
    dest->y = src->y;
}

// 搜索解决八数码问题
int solve_puzzle(EightPuzzle *puzzle, int depth, int max_depth, int prev_move) {
    // 判断是否已经到达目标状态或者已经达到最大深度
    if(is_goal(puzzle)) {
        return 1;
    }
    if(depth == max_depth) {
        return 0;
    }

    // 尝试上下左右四个方向移动空白格子
    EightPuzzle new_puzzle;
    int result = 0;
    if(can_move_blank(puzzle, puzzle->x-1, puzzle->y) && prev_move != 2) { // 上
        copy_puzzle(puzzle, &new_puzzle);
        move_blank(&new_puzzle, puzzle->x-1, puzzle->y);
        result = solve_puzzle(&new_puzzle, depth+1, max_depth, 1);
        if(result) {
            return 1;
        }
    }
    if(can_move_blank(puzzle, puzzle->x+1, puzzle->y) && prev_move != 1) { // 下
        copy_puzzle(puzzle, &new_puzzle);
        move_blank(&new_puzzle, puzzle->x+1, puzzle->y);
        result = solve_puzzle(&new_puzzle, depth+1, max_depth, 2);
        if(result) {
            return 1;
        }
    }
    if(can_move_blank(puzzle, puzzle->x, puzzle->y-1) && prev_move != 4) { // 左
        copy_puzzle(puzzle, &new_puzzle);
        move_blank(&new_puzzle, puzzle->x, puzzle->y-1);
        result = solve_puzzle(&new_puzzle, depth+1, max_depth, 3);
        if(result) {
            return 1;
        }
    }
    if(can_move_blank(puzzle, puzzle->x, puzzle->y+1) && prev_move != 3) { // 右
        copy_puzzle(puzzle, &new_puzzle);
        move_blank(&new_puzzle, puzzle->x, puzzle->y+1);
        result = solve_puzzle(&new_puzzle, depth+1, max_depth, 4);
        if(result) {
            return 1;
        }
    }

    return 0;
}

int main() {
    EightPuzzle puzzle;
    init_puzzle(&puzzle);
    print_puzzle(&puzzle);

    // 判断八数码是否可解
    if(!is_solvable(&puzzle)) {
        printf("Unsolvable puzzle!\n");
        return 0;
    }

    // 枚举深度，进行搜索
    int max_depth = 0;
    while(1) {
        if(solve_puzzle(&puzzle, 0, max_depth, 0)) {
            printf("Solved: %d steps\n", max_depth);
            print_puzzle(&puzzle);
            break;
        }
        max_depth++;
    }

    return 0;
}

注释已经尽可能详细地解释了每一步的实现过程，希望能够帮助你理解。