C++ 滑动拼图
假设我们有一个 2x3 的棋盘,有 5 个瓦片,用数字 1 到 5 表示,还有一个空方块,用 0 表示。
这里一步是指 0 和一个相邻的数字(上、下、左或右)交换位置。当元素以这种方式排列时,问题将得到解决:[[1,2,3],[4,5,0]]。
我们有拼图棋盘;我们必须找到所需的最小移动次数,以便棋盘的状态得到解决。如果无法解决,则返回 -1。
因此,如果输入类似于 [[1,2,3],[0,4,5]],则输出将为 2,因为我们必须交换 [0,4],然后交换 [0,5]。
为了解决这个问题,我们将遵循以下步骤:
定义一个函数 slidingPuzzle(),它将棋盘作为输入
如果棋盘排列完美,则:
返回 0
定义一个二维矩阵队列 q
将棋盘插入 q
定义一个二维矩阵集合 visited
将棋盘插入 visited
初始化 lvl := 1,当 q 不为空时,更新(将 lvl 增加 1),执行:
sz := q 的大小
当 sz 不为零时,每次迭代后减少 sz,执行:
定义一个二维数组 node = q 的首元素
从 q 中删除元素
dx := -1, y := -1
初始化 i := 0,当 i < 棋盘的大小,更新(将 i 增加 1),执行:
初始化 j := 0,当 j < board[0] 的大小,更新(将 j 增加 1),执行:
如果 node[i, j] 与 0 相同,则:
x := i
y := j
退出循环
初始化 k := 0,当 k < 4,更新(将 k 增加 1),执行:
如果 nx < 0 或 ny < 0 或 nx >= 棋盘的行数 或 ny >= 棋盘的列数,则:
忽略以下部分,跳过到下一次迭代
交换 node[x, y] 和 node[nx, ny]
如果 node 在 visited 中,则:
交换 node[x, y] 和 node[nx, ny]
忽略以下部分,跳过到下一次迭代
将 node 插入 visited
如果 node 是棋盘的完美排列,则:
返回 lvl
将 node 插入 q
交换 node[x, y] 和 node[nx, ny]
返回 -1
让我们看看以下实现以获得更好的理解:
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)); }
输入
{{1,2,3},{0,4,5}}
输出
2