八数码问题C语言实现:宽度优先搜索解析

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"该资源提供了一个C语言实现的八数码问题解决方案,主要使用了宽度优先搜索(Breadth-First Search, BFS)算法。代码中包含详细的注释,便于理解和学习。" 八数码问题,也被称为滑动拼图游戏,是一个经典的计算机科学问题。在这个游戏中,一个3x3的网格上放置了九个数字(通常从1到9),其中一个是空位。目标是通过最少的步数将这些数字重新排列成预设的目标顺序。这里提供的C语言代码实现了一个八数码问题的解决策略——宽度优先搜索。 宽度优先搜索是一种用于遍历或搜索树或图的算法,它首先探索节点的邻居,然后探索邻居的邻居,以此类推。在八数码问题中,BFS能确保找到最短的解决方案,因为它总是先检查更接近目标状态的节点。 代码中定义了两个数据结构:`struct map`表示当前的拼图状态,包括一个3x3的数组存储数字,一个指向父节点的指针,以及一个字符数组记录移动方向。另一个数据结构`struct Open`和`struct Close`分别代表开放列表和关闭列表,这两个列表用于BFS过程中节点的管理。开放列表存放待处理的节点,而关闭列表存放已经处理过的节点。 `plist`函数检查开放列表是否已满,如果满则清空列表。`have`函数通过逆序数之和判断八数码问题是否有解。逆序数是衡量序列逆序对的数量,如果逆序数的奇偶性与初始状态和目标状态不同,那么问题无解。`repeat`函数用于检测当前状态是否已经存在于历史状态中,避免重复搜索。 在主程序中,首先创建初始状态,然后将其添加到开放列表。接着,算法会不断地从开放列表中取出节点,检查是否为目标状态。如果不是,就将其所有可能的后继状态放入开放列表,并更新这些状态的父节点和移动方向。这个过程会一直持续到找到目标状态或者开放列表为空(表示无解)。 这段代码提供了八数码问题的一个经典算法实现,对于理解宽度优先搜索和八数码问题的解决思路非常有帮助。代码结构清晰,注释详尽,适合初学者和进阶者学习和参考。