八数码难题 双向搜索（codevs 1225）

题目描述 Description

Yours和zero在研究A*启发式算法.拿到一道经典的A*问题,但是他们不会做,请你帮他们.
问题描述

在3×3的棋盘上，摆有八个棋子，每个棋子上标有1至8的某一数字。棋盘中留有一个空格，空格用0来表示。空格周围的棋子可以移到空格中。要求解的问题是：给出一种初始布局（初始状态）和目标布局（为了使题目简单,设目标状态为123804765），找到一种最少步骤的移动方法，实现从初始布局到目标布局的转变。

输入描述 Input Description

输入初试状态，一行九个数字，空格用0表示

输出描述 Output Description

只有一行，该行只有一个数字，表示从初始状态到目标状态需要的最少移动次数(测试数据中无特殊无法到达目标状态数据)

样例输入 Sample Input

283104765

样例输出 Sample Output

4

/*
  第一次写双向宽搜，没什么经验，刚开始自己用两个数组搞了将近两个小时，后来问ylf大神，他用一个队列，并且用map省去了hash判重，代码简洁美观………… 
*/
#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<queue>
#include<map>
#include<string>
using namespace std;
map<string,int> f,step;
queue<string> q;
string s,t=" 123804765";
void BFS()
{
    f[s]=1;f[t]=2;
    step[s]=0;step[t]=0;
    q.push(s);q.push(t);
    while(!q.empty())
    {
        string k=q.front();
        q.pop();
        int p=k.find('0');
        if(p>3)//向上搜索
        {
            int pp=p-3;
            string kk=k;
            swap(kk[p],kk[pp]);
            if(!f[kk]){q.push(kk);f[kk]=f[k];step[kk]=step[k]+1;}
            else if(f[kk]!=f[k]){printf("%d",step[kk]+step[k]+1);return;}
        }
        if(p<7)//向下搜索
        {
            int pp=p+3;
            string kk=k;
            swap(kk[p],kk[pp]);
            if(!f[kk]){q.push(kk);f[kk]=f[k];step[kk]=step[k]+1;}
            else if(f[kk]!=f[k]){printf("%d",step[kk]+step[k]+1);return;}
        }
        if(p!=1&&p!=4&&p!=7)//向左搜索
        {
            int pp=p-1;
            string kk=k;
            swap(kk[p],kk[pp]);
            if(!f[kk]){q.push(kk);f[kk]=f[k];step[kk]=step[k]+1;}
            else if(f[kk]!=f[k]){printf("%d",step[kk]+step[k]+1);return;}
        }
        if(p!=3&&p!=6&&p!=9)//向右搜索
        {
            int pp=p+1;
            string kk=k;
            swap(kk[p],kk[pp]);
            if(!f[kk]){q.push(kk);f[kk]=f[k];step[kk]=step[k]+1;}
            else if(f[kk]!=f[k]){printf("%d",step[kk]+step[k]+1);return;}
        }
    }
}
int main()
{
    cin>>s;s=" "+s;
    if(s==t){printf("0");return 0;}
    BFS();
    return 0;
}