C++ 滑動拼圖
假設我們有一個 2x3 的棋盤,有 5 個瓦片,用數字 1 到 5 表示,還有一個空方塊,用 0 表示。
這裡一步是指 0 和一個相鄰的數字(上、下、左或右)交換位置。當元素以這種方式排列時,問題將得到解決:[[1,2,3],[4,5,0]]。
我們有拼圖棋盤;我們必須找到所需的最小移動次數,以便棋盤的狀態得到解決。如果無法解決,則返回 -1。
因此,如果輸入類似於 [[1,2,3],[0,4,5]],則輸出將為 2,因為我們必須交換 [0,4],然後交換 [0,5]。
為了解決這個問題,我們將遵循以下步驟:
定義一個函式 slidingPuzzle(),它將棋盤作為輸入
如果棋盤排列完美,則:
返回 0
定義一個二維矩陣佇列 q
將棋盤插入 q
定義一個二維矩陣集合 visited
將棋盤插入 visited
初始化 lvl := 1,當 q 不為空時,更新(將 lvl 增加 1),執行:
sz := q 的大小
當 sz 不為零時,每次迭代後減少 sz,執行:
定義一個二維陣列 node = q 的首元素
從 q 中刪除元素
dx := -1, y := -1
初始化 i := 0,當 i < 棋盤的大小,更新(將 i 增加 1),執行:
初始化 j := 0,當 j < board[0] 的大小,更新(將 j 增加 1),執行:
如果 node[i, j] 與 0 相同,則:
x := i
y := j
退出迴圈
初始化 k := 0,當 k < 4,更新(將 k 增加 1),執行:
如果 nx < 0 或 ny < 0 或 nx >= 棋盤的行數 或 ny >= 棋盤的列數,則:
忽略以下部分,跳過到下一次迭代
交換 node[x, y] 和 node[nx, ny]
如果 node 在 visited 中,則:
交換 node[x, y] 和 node[nx, ny]
忽略以下部分,跳過到下一次迭代
將 node 插入 visited
如果 node 是棋盤的完美排列,則:
返回 lvl
將 node 插入 q
交換 node[x, y] 和 node[nx, ny]
返回 -1
讓我們看看以下實現以獲得更好的理解:
示例
#include <bits/stdc++.h> using namespace std; int dir[4][2] = {{1, 0}, {-1, 0}, {0, 1}, {0, -1}}; class Solution { public: bool ok(vector < vector <int> >& b){ return b[0][0] == 1 && b[0][1] == 2 && b[0][2] == 3 && b[1] [0] == 4 && b[1][1] == 5; } int slidingPuzzle(vector<vector<int>>& board) { if (ok(board)) return 0; queue<vector<vector<int> > > q; q.push(board); set<vector<vector<int> > > visited; visited.insert(board); for (int lvl = 1; !q.empty(); lvl++) { int sz = q.size(); while (sz--) { vector<vector<int> > node = q.front(); q.pop(); int x = -1; int y = -1; for (int i = 0; i < board.size(); i++) { for (int j = 0; j < board[0].size(); j++) { if (node[i][j] == 0) { x = i; y = j; break; } } } for (int k = 0; k < 4; k++) { int nx = x + dir[k][0]; int ny = y + dir[k][1]; if (nx < 0 || ny < 0 || nx >= board.size() || ny >= board[0].size()) continue; swap(node[x][y], node[nx][ny]); if (visited.count(node)) { swap(node[x][y], node[nx][ny]); continue; } visited.insert(node); if (ok(node)) return lvl; q.push(node); swap(node[x][y], node[nx][ny]); } } } return -1; } }; main(){ Solution ob; vector<vector<int>> v = {{1,2,3},{0,4,5}}; cout << (ob.slidingPuzzle(v)); }
輸入
{{1,2,3},{0,4,5}}
輸出
2