HDU - 1067 Gap (bfs + hash) [kuangbin带你飞]专题二

题意：    起初定28张卡牌的排列，把其中11,  21, 31, 41移动到第一列，然后就出现四个空白，每个空白可以用它的前面一个数的下一个数填充，例如43后面的空格可以用44填充，但是47后面即使有空白也无法填充，因为没有48。

思路：每次有四个空格，面临四个选择，直接用bfs搜索，状态保存的话就自己设计一个哈希函数，如果找不到完美哈希一定要解决冲突。

我设计的哈希函数：我用的是双哈希，第一个哈希值用于查找，第二个哈希值可以看做整个卡牌状态的压缩，如果有两种状态有同一个第一哈希，我就用第二哈希来判断它们是否一致（第二哈希也一样的可能性几乎没有）。我的时间是1201ms，有的200多ms就过了，说明决定这题快不快就在于哈希函数判重快不快。

注意：空白前面可能也是空白哟。

AC代码： 1201ms

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <algorithm>
#include <queue>
#include<utility>
using namespace std;
typedef long long LL;
typedef pair<int, int> PI;
typedef int state[4][8];
const int maxn = 1e6 + 10;
const int hash1 = 1000007, hash2 = 1007; //双哈希解决冲突
int goal[][8] = {
	11,12,13,14,15,16,17,0,
	21,22,23,24,25,26,27,0,
	31,32,33,34,35,36,37,0,
	41,42,43,44,45,46,47,0
};

int st[4][8];
int sp[][2] = {
	0,0,
	1,0,
	2,0,
	3,0
};

struct node{
	int pip;
	int next;
	node() {
	}
	node(int pip, int next): pip(pip), next(next){
	}
}HASH[maxn];
int head[maxn];

struct card{
	int a[4][8];
	int pos[4][2]; //四个空位
	int step;
	card() {
	}
	card(int b[][8], int p[][2], int step):step(step) {
		memcpy(a, b, sizeof(a));
		memcpy(pos, p, sizeof(pos));
	}
};

PI get_hash(int a[][8]) {
	LL h1 = 0, h2 = 0;
	for(int i = 0; i < 4; ++i)
		for(int j = 0; j < 8; ++j) {
			h1 = (h1 * 100 + a[i][j]) % hash1;
			h2 = (h2 * 100 + a[i][j]) % hash2;
		}
	return make_pair((int)h1, (int)h2);
}

int cur = 0;
bool Insert(PI pi) {
	int h = pi.first, val = pi.second;
	int u = head[h];
	while(u != -1) {
		if(val == HASH[u].pip) return false;
		u = HASH[u].next;
	}

	HASH[cur] = node(val, head[h]);
	head[h] = cur;
	cur++;
	return true;
}

int find(int a[][8], int key) {
	for(int i = 0; i < 4; ++i)
		for(int j = 0; j < 8; ++j) {
			if(a[i][j] == key) return i * 8 + j;
		}
}

int bfs() {
	memset(head, -1, sizeof(head));
	queue<card>q;
	q.push(card(st, sp, 0));
	PI pi = get_hash(st);
	Insert(pi);
	while(!q.empty()) {
		card cd = q.front();
		q.pop();
		state &a = cd.a;
		if(!memcmp(goal, a, sizeof(goal))) return cd.step;
		for(int i = 0; i < 4; ++i) {
			int x = cd.pos[i][0], y = cd.pos[i][1];
			int val = a[x][y - 1];
			if(val == 0 || val % 10 == 7) continue;
			int pos = find(a, val + 1);
			int px = pos / 8, py = pos % 8;
			swap(a[x][y], a[px][py]);
			PI pi = get_hash(a);
			if(!Insert(pi)) { //判重
				swap(cd.a[x][y], cd.a[px][py]);
				continue;
			}
			cd.pos[i][0] = px, cd.pos[i][1] = py;
			cd.step++;
			q.push(cd);
			cd.pos[i][0] = x, cd.pos[i][1] = y;
			swap(a[x][y], a[px][py]);
			cd.step--;
		}

	}
	return -1;
}

int f[] = {11,21,31,41};

int main() {
	int T;
	scanf("%d", &T);
	while(T--) {
		cur = 0;
		for(int i = 0; i < 4; ++i)
			for(int j = 0; j < 8; ++j) {
				if(j == 0) st[i][j] = 0;
				else scanf("%d", &st[i][j]);
  			}
		for(int i = 0; i < 4; ++i) {
			for(int j = 1; j < 8; ++j) {
				switch(st[i][j]) {
					case 11: swap(st[i][j], st[0][0]);  sp[0][0] = i, sp[0][1] = j; break;
					case 21: swap(st[i][j], st[1][0]);  sp[1][0] = i, sp[1][1] = j; break;
					case 31: swap(st[i][j], st[2][0]);  sp[2][0] = i, sp[2][1] = j; break;
					case 41: swap(st[i][j], st[3][0]);  sp[3][0] = i, sp[3][1] = j; break;
				}
			}
		}
		printf("%d\n", bfs());
	}
	return 0;
}
  

如有不当之处欢迎指出！