转盘游戏[XDU1006]

Description

　　wm最近喜欢上一种无聊的转盘解锁游戏，他每天都会为这游戏消磨上三个小时的时间。这游戏由三个正六边形拼成，拼成后一共有13个点，其中有4个黑点和9个白点，如下图。每一步可以顺时针或逆时针转动三个六边形的任意一个60度，转动时六边形的顶点也会相应转动，而这游戏的目的是把四个黑点都转到中间（图中最后一个状态）。这是一个很简单的游戏，想达到游戏目的并不难，但wm觉得这样没挑战性，他决定对于任意一个初始状态，用最少的步数去玩这个游戏。

Input

　　输入包含多组数据（500组），EOF结束。
　　每组数据都只有一行13个字符的01串，以从上到下，从左到右的点的顺序表示初始状态（这个由三个正六边形拼成图形最上面一排两个点编号为1 2，第二排三个点编号为3 4 5，依此类推，最后一个点编号为13。第一组样例为上图的初始状态），其中1表示黑点0表示白点。

Output

　　每组数据输出一行，解出游戏需要的最小步数。

Sample Input

0000000101011
1011000001000

Sample Output

3
2

Hint

Source

2010.04内部测试赛

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<queue>
using namespace std;
struct node
{
    int step;
    int state[14];
};
int shift[3][6]={{1,4,7,9,6,3},{2,5,8,10,7,4},{7,10,12,13,11,9}};
char str[20];
bool f[5000];
int encode(node x)
{
    int i,ans=0;
    for (i=1;i<=13;i++) ans=ans*2+x.state[i];
    return ans;
}
bool finish(node x)
{
    if (x.state[4]==0) return false;
    if (x.state[7]==0) return false;
    if (x.state[9]==0) return false;
    if (x.state[10]==0) return false;
    return true;
}
int bfs()
{
    queue<node> q;
    while (!q.empty()) q.pop();
    memset(f,false,sizeof(f));
    node s,tmp;
    int i,j,t;
    for (i=1;i<=13;i++) s.state[i]=str[i]-48;
    s.step=0;
    q.push(s);
    f[encode(s)]=true;
    while (!q.empty())
    {
        s=q.front();
        q.pop();
        if (finish(s)) return s.step;
        for (i=0;i<3;i++)
        {
            tmp=s;
            for (j=0;j<6;j++) tmp.state[shift[i][(j+1)%6]]=s.state[shift[i][j]];
            tmp.step++;
            t=encode(tmp);
            if (!f[t])
            {
                f[t]=true;
                q.push(tmp);
            }
                //shift[i][(j+1)%6]<-shift[i][j]
            tmp=s;
            for (j=0;j<6;j++) tmp.state[shift[i][(j+5)%6]]=s.state[shift[i][j]];
            tmp.step++;
            t=encode(tmp);
            if (!f[t])
            {
                f[t]=true;
                q.push(tmp);
            }
                //shift[i][j]->shift[i][(j+5)%6]
        }
    }
    return -1;
}
int main()
{
    while (scanf("%s",&str[1])!=EOF)
    {
        scanf("%s",&str[1]);
        int ans=bfs();
        printf("%d
",ans);
    }
    return 0;
}