简单易懂的八数码难题Python代码

时间: 2024-05-24 17:08:12 浏览: 14
八数码难题是一种经典的搜索问题,可以用Python实现。以下是一个简单易懂的八数码难题Python代码实现,供您参考: ``` # 8-puzzle solver using A* algorithm from queue import PriorityQueue # class representing the puzzle board class Board: def __init__(self, board, moves=0, previous=None): self.board = board self.moves = moves self.previous = previous # calculate the heuristic function - Manhattan distance def heuristic(self): distance = 0 for i in range(3): for j in range(3): value = self.board[i][j] if value != 0: row = (value - 1) // 3 col = (value - 1) % 3 distance += abs(row - i) + abs(col - j) return distance # check if the board is solved def is_solved(self): return self.heuristic() == 0 # generate all possible moves def generate_moves(self): moves = [] row, col = self.find_zero() if row > 0: new_board = self.make_move(row, col, row-1, col) moves.append(Board(new_board, self.moves+1, self)) if row < 2: new_board = self.make_move(row, col, row+1, col) moves.append(Board(new_board, self.moves+1, self)) if col > 0: new_board = self.make_move(row, col, row, col-1) moves.append(Board(new_board, self.moves+1, self)) if col < 2: new_board = self.make_move(row, col, row, col+1) moves.append(Board(new_board, self.moves+1, self)) return moves # helper function to find the position of the blank space def find_zero(self): for i in range(3): for j in range(3): if self.board[i][j] == 0: return i, j # helper function to move a tile to a new position def make_move(self, row1, col1, row2, col2): new_board = [] for i in range(3): new_board.append(list(self.board[i])) new_board[row1][col1], new_board[row2][col2] = new_board[row2][col2], new_board[row1][col1] return new_board # print the board def __str__(self): return str(self.board) # A* algorithm solver def solve(initial_board): initial_state = Board(initial_board) queue = PriorityQueue() queue.put((initial_state.heuristic(), initial_state)) visited_states = set() while not queue.empty(): current = queue.get() if current.is_solved(): return current visited_states.add(str(current.board)) for move in current.generate_moves(): if str(move.board) not in visited_states: queue.put((move.heuristic() + move.moves, move)) return None # test the solver board = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 0]] print(solve(board)) ``` 这个代码使用了A*算法来解决八数码难题。在Board类中,定义了每个棋盘状态的属性和方法,包括计算启发式函数,生成所有可能的移动,判断是否已经解决,以及移动一个棋子到新位置等。在solve函数中,使用了优先队列来保存待处理的状态,并且将启发式函数值和移动步数的和作为优先级。最后,调用solve函数并传入初始棋盘状态即可得到解决方案。

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