Problem J

八數碼

時限：5000ms 記憶體限制：20000K 總時限：10000ms

描述：

在九宮格里放在1到8共8個數字還有一個是空格，與空格相鄰的數字可以移動到空格的位置，問給定的狀態最少需要幾步能到達目標狀態（用0表示空格）： 1 2 3 4 5 6 7 8 0

輸入：

輸入一個給定的狀態。

輸出：

輸出到達目標狀態的最小步數。不能到達時輸出-1。

輸入樣例：

1 2 3 4 0 6 7 5 8

輸出樣例：

2

來源：

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<queue>
#include<cstring>
#include<map>
#include<cmath>
using namespace std;
queue<int> q;
map<int,int> si;
int a[10],b[10];
int power(int u,int p)
{
    int ans=1;
    if(p==0) return 1;
    else
    {
        for(int i=1;i<=p;i++)
        ans*=u;
    }
    return ans;
}
int trans(int num,int flag)
{
    int i=8;
    int temp;
    int r,c;
    memset(a,0,sizeof(a));//0要重置0，因為首位可能是0，數值就沒有8位，a[8]的值無法判斷
    while(num!=0)
    {
        int temp=power(10,i);
        a[i]=num/temp;
        num%=temp;
        i--;
    }
    for(i=8;i>=0;i--)
    {
        int row=(8-i)/3;
        int col=(8-i)%3;
        if(a[i]==0)
        {
           r=row;
           c=col;
           temp=i;
           break;
        }
    }
    if(flag==1)
    {
         if(r>=1)
      {
        a[temp]=a[temp+3];
        a[temp+3]=0;
        for(i=8;i>=0;i--)
        num+=a[i]*power(10,i);
      }
    }
    else if(flag==2)
    {
         if(r<=1)
       {
        a[temp]=a[temp-3];
        a[temp-3]=0;
        for(i=8;i>=0;i--)
        num+=a[i]*power(10,i);
       }
    }
    else if(flag==3)
    {
         if(c>=1)
      {
        a[temp]=a[temp+1];
        a[temp+1]=0;
        for(i=8;i>=0;i--)
        num+=a[i]*power(10,i);
      }
    }
    else if(flag==4)
    {
         if(c<=1)
      {
        a[temp]=a[temp-1];
        a[temp-1]=0;
        for(i=8;i>=0;i--)
        num+=a[i]*power(10,i);
      }
    }
    return num;
}
int numxxx;
void bfs()
{
    int num;
    int flag;
    int temp;
    while(!q.empty())
    {
        num=q.front();
        q.pop();
        if(num==123456780) { printf("%d\n",si[123456780]-1); return;}
        else
        {
            for(flag=1;flag<=4;flag++)
            {
                temp=trans(num,flag);
                if(temp!=0)
              {
                 if(si.count(temp)==0)
                {
                 si[temp]=si[num]+1;
                 q.push(temp);
                }
              }
            }
        }
    }
    printf("-1\n");
}
int main()
{
        int temp;
        int i;
        scanf("%d",&temp);
        numxxx=temp*power(10,8);
        for(i=7;i>=0;i--)
        {
            scanf("%d",&temp);
            numxxx+=temp*power(10,i);
        }
        si[numxxx]=1;
        q.push(numxxx);
        bfs();
}