八数码问题a*算法c++

时间: 2023-12-04 10:41:20 浏览: 164
以下是使用C++实现八数码问题A*算法的代码: ```c++ #include <iostream> #include <cstdio> #include <cstring> #include <algorithm> #include <queue> using namespace std; const int MAXN = 1e5 + 5; const int INF = 0x3f3f3f3f; int n, m, ans; int dx[4] = {0, 0, 1, -1}; int dy[4] = {1 -1, 0, 0}; int a[3][3], b[3][3], vis[MAXN], f[MAXN], g[MAXN], h[MAXN], pre[MAXN]; struct node { int x, y, step, id; bool operator < (const node &rhs) const { return step + h[id] > rhs.step + h[rhs.id]; } }; int get_id(int a[][3]) { int res = 0; for (int i = 0; i < 3; i++) { for (int j = 0; j < 3; j++) { res = res * 10 + a[i][j]; } } return res; } void get_pos(int id, int a[][3]) { for (int i = 2; i >= 0; i--) { for (int j = 2; j >= 0; j--) { a[i][j] = id % 10; id /= 10; if (a[i][j] == 0) { n = i, m = j; } } } } int calc_h(int a[][3]) { int res = 0; for (int i = 0; i < 3; i++) { for (int j = 0; j < 3; j++) { if (a[i][j] == 0) continue; int x = (a[i][j] - 1) / 3, y = (a[i][j] - 1) % 3; res += abs(x - i) + abs(y - j); } } return res; } void print(int id) { if (pre[id] == -1) return; print(pre[id]); int a[3][3]; get_pos(id, a); for (int i = 0; i < 3; i++) { for (int j = 0; j < 3; j++) { printf("%d ", a[i][j]); } printf("\n"); } printf("\n"); } void A_star() { memset(vis, 0, sizeof(vis)); memset(pre, -1, sizeof(pre)); memset(f, 0x3f, sizeof(f)); memset(g, 0x3f, sizeof(g)); priority_queue<node> q; int id = get_id(a); f[id] = g[id] = 0; h[id] = calc_h(a); q.push((node){n, m, 0, id}); while (!q.empty()) { node u = q.top(); q.pop(); if (vis[u.id]) continue; vis[u.id] = 1; if (u.id == get_id(b)) { ans = u.step; return; } int x = u.x, y = u.y; for (int i = 0; i < 4; i++) { int nx = x + dx[i], ny = y + dy[i]; if (nx < 0 || nx >= 3 || ny < 0 || ny >= 3) continue; swap(a[x][y], a[nx][ny]); int id = get_id(a); if (!vis[id] && u.step + 1 + calc_h(a) < f[id]) { f[id] = u.step + 1 + calc_h(a); g[id] = u.step + 1; pre[id] = u.id; q.push((node){nx, ny, u.step + 1, id}); } swap(a[x][y], a[nx][ny]); } } } int main() { for (int i = 0; i < 3; i++) { for (int j = 0; j < 3; j++) { scanf("%d", &a[i][j]); } } for (int i = 0; i < 3; i++) { for (int j = 0; j < 3; j++) { scanf("%d", &b[i][j]); } } A_star(); printf("%d\n", ans); print(get_id(b)); return 0; } ```
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