八数码问题（C++）

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：给出一种初始状态和目标状态，找到一种最少步骤的移动方法，实现从初始状态到目标状态的转变。
例如：
输入样例：
输入棋子在棋盘的初始状态及目标状态，注第一个3×3为初始状态，第二个3×3为目标状态，且数字之间以空格分开，如：
3 1 2
4 0 5
6 7 8
0 1 2
3 4 5
6 7 8
输出样例：
输出棋盘初始状态及每步的移动结果，直到目标状态，如：
initial
3 1 2
4 0 5
6 7 8

step 1
3 1 2
0 4 5
6 7 8
step 2
0 1 2
3 4 5
6 7 8
总代码
1.盲搜（无向导搜索）
采用广搜的方法，实现无向导搜索。
#include
#include
#include

using namespace std;

queueQtmp;
mappointex;
mapcount;
mapqifazhi;
mappointdir;
int resultsum[100];

int dir[4][2]={-1,0,0,1,1,0,0,-1};
int point[3][3];
int r,c;

int qifa(int sum0,int end0){
    int result=0;
    if((sum0/100000000==0)&&(end0/100000000==0)){
        result++;
    }
    while((sum0%10!=0)&&(end0%10!=0)&&(sum0/10!=0)){
        if(sum0%10==end0%10){
            result++;
        }
        sum0=sum0/10;
        end0=end0/10;
    }
    return result;
}

int move(int u,int d)
{
	int tmp=0;      
	int nr=r+dir[d][0];
	int nc=c+dir[d][1];
	point[r][c]=point[nr][nc];
	point[nr][nc]=0;
	for(int i=0;i<3;i++)
	{
		for(int j=0;j<3;j++)
			tmp=tmp*10+point[i][j];
	}
	return tmp;
}

int formulate(int s,int endsum0)
{
	Qtmp.push(s);
	pointex[s]=1;
	count[s]=0;
    int number=0;
	while(Qtmp.size())
	{
		int u,v;
		u=Qtmp.front();
		Qtmp.pop();
		if(u==endsum0){
            return count[u];
        }
        int minqifa=move(u,0);
		for(int i=0;i<4;i++)
		{
			bool fool=true;
			int uu=u;
				for(int ii=2;ii>=0;ii--)
	{
		for(int jj=2;jj>=0;jj--)
		{
			point[ii][jj]=uu%10;
			uu/=10;
			if(point[ii][jj]==0)
			{
				r=ii;
				c=jj;
			}
		}
	}
	if((i==0&&r==0)||(i==1&&c==2)||(i==2&&r==2)||(i==3&&c==0)){
		fool=false;
	}

			if(fool)
			{
				v=move(u,i);
                
				if(!pointex[v])
				{
                    int qifatmp=qifa(v,endsum0);
                    if(qifatmp<=minqifa){
                        pointex[v]=1;
					    count[v]=count[u]+1;
                        pointdir[v]=i;
					    Qtmp.push(v);
                        number++;
                    }
				}
			}
		}
        if(number>100){
            return -1;
        }
	}
	return -1;
}

int main()
{
    int end[3][3];
    int endsum=0;
    int beginsum=0;
    int result;
    for(int i=0;i<3;i++){
		for(int j=0;j<3;j++)
		{
			cin>>point[i][j];
			beginsum=beginsum*10+point[i][j];
		}
    }
    for(int i=0;i<3;i++){
		for(int j=0;j<3;j++)
		{
			cin>>end[i][j];
			endsum=endsum*10+end[i][j];
		}
    }
    result=formulate(beginsum,endsum);
    resultsum[result+1]=endsum;
    int endr0,endc0;
    int temp=endsum;
    for(int i=2;i>=0;i--)
	{
		for(int j=2;j>=0;j--)
		{
			end[i][j]=temp%10;
			temp/=10;
			if(end[i][j]==0)
			{
				endr0=i;
				endc0=j;
			}
		}
	}
    int tmpsum;
    //cout<
        cout<<"no answer"<
        for(int i=result;i>0;i--){
            if(pointdir[endsum]==0){
                end[endr0][endc0]=end[endr0+1][endc0];
                end[endr0+1][endc0]=0;
                tmpsum=end[0][0]*100000000+end[0][1]*10000000+end[0][2]*1000000+end[1][0]*100000+end[1][1]*10000+end[1][2]*1000+end[2][0]*100+end[2][1]*10+end[2][2];
                resultsum[i]=tmpsum;
                endr0=endr0+1;
            }
            if(pointdir[endsum]==1){
                end[endr0][endc0]=end[endr0][endc0-1];
                end[endr0][endc0-1]=0;
                tmpsum=end[0][0]*100000000+end[0][1]*10000000+end[0][2]*1000000+end[1][0]*100000+end[1][1]*10000+end[1][2]*1000+end[2][0]*100+end[2][1]*10+end[2][2];
                resultsum[i]=tmpsum;
                endc0=endc0-1;
            }
            if(pointdir[endsum]==2){
                end[endr0][endc0]=end[endr0-1][endc0];
                end[endr0-1][endc0]=0;
                tmpsum=end[0][0]*100000000+end[0][1]*10000000+end[0][2]*1000000+end[1][0]*100000+end[1][1]*10000+end[1][2]*1000+end[2][0]*100+end[2][1]*10+end[2][2];
                resultsum[i]=tmpsum;
                endr0=endr0-1;
            }
            if(pointdir[endsum]==3){
                end[endr0][endc0]=end[endr0][endc0+1];
                end[endr0][endc0+1]=0;
                tmpsum=end[0][0]*100000000+end[0][1]*10000000+end[0][2]*1000000+end[1][0]*100000+end[1][1]*10000+end[1][2]*1000+end[2][0]*100+end[2][1]*10+end[2][2];
                resultsum[i]=tmpsum;
                endc0=endc0+1;
            }
            endsum=tmpsum;
        }
    for(int i=1;i
        if(i==1){
            cout<<"initial"<
            cout<<"step "<0;j=j/10){
            cout<
                cout< 
2.启发式搜索（有向导搜索）
 新增启发函数，实现有向导搜索，大大减少搜索时间。 
#include
#include
#include

using namespace std;

queueQtmp;
mappointex;
mapcount;
mappointdir;
int resultsum[100];

int dir[4][2]={-1,0,0,1,1,0,0,-1};
int point[3][3];
int r,c;

int qifa(int sum0,int end0){
    int result=0;
    if((sum0/100000000==0)&&(end0/100000000==0)){
        result++;
    }
    while((sum0%10!=0)&&(end0%10!=0)&&(sum0/10!=0)){
        if(sum0%10==end0%10){
            result++;
        }
        sum0=sum0/10;
        end0=end0/10;
    }
    return result;
}

int move(int u,int d)
{
	int tmp=0;      
	int nr=r+dir[d][0];
	int nc=c+dir[d][1];
	point[r][c]=point[nr][nc];
	point[nr][nc]=0;
	for(int i=0;i<3;i++)
	{
		for(int j=0;j<3;j++)
			tmp=tmp*10+point[i][j];
	}
	return tmp;
}

int formulate(int s,int endsum0)
{
	Qtmp.push(s);
	pointex[s]=1;
	count[s]=0;
    int number=0;
	while(Qtmp.size())
	{
		int u,v;
		u=Qtmp.front();
		Qtmp.pop();
		if(u==endsum0){
            return count[u];
        }
        int minqifa=100;
		for(int i=0;i<4;i++)
		{
			bool fool=true;
			int uu=u;
				for(int ii=2;ii>=0;ii--)
	{
		for(int jj=2;jj>=0;jj--)
		{
			point[ii][jj]=uu%10;
			uu/=10;
			if(point[ii][jj]==0)
			{
				r=ii;
				c=jj;
			}
		}
	}
	if((i==0&&r==0)||(i==1&&c==2)||(i==2&&r==2)||(i==3&&c==0)){
		fool=false;
	}

			if(fool)
			{
				v=move(u,i);
                
				if(!pointex[v])
				{
                    int qifatmp=qifa(v,endsum0);
                    if(qifatmp<=minqifa){
                        minqifa=qifatmp;
                        pointex[v]=1;
					    count[v]=count[u]+1;
                        pointdir[v]=i;
					    Qtmp.push(v);
                        number++;
                    }
				}
			}
		}
        if(number>100){
            return -1;
        }
	}
	return -1;
}

int main()
{
    int end[3][3];
    int endsum=0;
    int beginsum=0;
    int result;
    for(int i=0;i<3;i++){
		for(int j=0;j<3;j++)
		{
			cin>>point[i][j];
			beginsum=beginsum*10+point[i][j];
		}
    }
    for(int i=0;i<3;i++){
		for(int j=0;j<3;j++)
		{
			cin>>end[i][j];
			endsum=endsum*10+end[i][j];
		}
    }
    result=formulate(beginsum,endsum);
    resultsum[result+1]=endsum;
    int endr0,endc0;
    int temp=endsum;
    for(int i=2;i>=0;i--)
	{
		for(int j=2;j>=0;j--)
		{
			end[i][j]=temp%10;
			temp/=10;
			if(end[i][j]==0)
			{
				endr0=i;
				endc0=j;
			}
		}
	}
    int tmpsum;
    //cout<
        cout<<"no answer"<
        for(int i=result;i>0;i--){
            if(pointdir[endsum]==0){
                end[endr0][endc0]=end[endr0+1][endc0];
                end[endr0+1][endc0]=0;
                tmpsum=end[0][0]*100000000+end[0][1]*10000000+end[0][2]*1000000+end[1][0]*100000+end[1][1]*10000+end[1][2]*1000+end[2][0]*100+end[2][1]*10+end[2][2];
                resultsum[i]=tmpsum;
                endr0=endr0+1;
            }
            if(pointdir[endsum]==1){
                end[endr0][endc0]=end[endr0][endc0-1];
                end[endr0][endc0-1]=0;
                tmpsum=end[0][0]*100000000+end[0][1]*10000000+end[0][2]*1000000+end[1][0]*100000+end[1][1]*10000+end[1][2]*1000+end[2][0]*100+end[2][1]*10+end[2][2];
                resultsum[i]=tmpsum;
                endc0=endc0-1;
            }
            if(pointdir[endsum]==2){
                end[endr0][endc0]=end[endr0-1][endc0];
                end[endr0-1][endc0]=0;
                tmpsum=end[0][0]*100000000+end[0][1]*10000000+end[0][2]*1000000+end[1][0]*100000+end[1][1]*10000+end[1][2]*1000+end[2][0]*100+end[2][1]*10+end[2][2];
                resultsum[i]=tmpsum;
                endr0=endr0-1;
            }
            if(pointdir[endsum]==3){
                end[endr0][endc0]=end[endr0][endc0+1];
                end[endr0][endc0+1]=0;
                tmpsum=end[0][0]*100000000+end[0][1]*10000000+end[0][2]*1000000+end[1][0]*100000+end[1][1]*10000+end[1][2]*1000+end[2][0]*100+end[2][1]*10+end[2][2];
                resultsum[i]=tmpsum;
                endc0=endc0+1;
            }
            endsum=tmpsum;
        }
    for(int i=1;i
        if(i==1){
            cout<<"initial"<
            cout<<"step "<0;j=j/10){
            cout<
                cout< 
运行结果
八数码问题（C++）

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