八数码 Java实现
参考http://blog.csdn.net/helloworld10086/article/details/41853389
package com.EightNumber.view;
import java.util.*; public class EightNumPath {
final static int dx[] = {-1, 1, 0, 0};
final static int dy[] = { 0, 0,-1, 1};
final static String dir = "UDLR";
static int maxstate = 400000;
static int [][]st = new int[maxstate][9];
static int []goal = {1,2,3,4,5,6,7,8,0};
static int []dist = new int[maxstate];
static int []fa = new int[maxstate];
static int []move = new int[maxstate];
static boolean []vis = new boolean[maxstate];
static int []fact = new int[9];
static StringBuffer path;
public static boolean isok(int []a) {
int sum=0;
for(int i=0; i < 9; i++)
for(int j=i+1; j < 9; j++)
if(a[j] != 0 && a[i] != 0 && a[i] > a[j])
sum++;
if(sum % 2 == 0) {
return true;
}
return false;
}
private static void init_lookup_table() {
fact[0] = 1;
for(int i = 1; i < 9; i++) {
fact[i] = fact[i-1] * i;
}
Arrays.fill(vis, false);
}
private static boolean try_to_insert(int s) {
int code = 0;
for(int i = 0; i < 9; i++) {
int cnt = 0;
for(int j = i+1; j < 9; j++) {
if(st[s][j] < st[s][i]) {
cnt++;
}
}
code += fact[8-i] * cnt;
}
if(vis[code]) {
return false;
}
return vis[code] = true;
} private static void print_path(int cur) {
while(cur != 1) {
path.insert(0,dir.charAt(move[cur]));
cur = fa[cur];
}
}
private static int bfs() {
init_lookup_table();
int front = 1 , rear = 2;
try_to_insert(front);
while(front < rear) {
if(Arrays.equals(st[front], goal)) {
return front;
}
int z;
for(z = 0; z < 9; z++) {
if(st[front][z] == 0) {
break;
}
}
int x = z/3, y = z%3;
for(int d = 0; d < 4; d++) {
int newx = x + dx[d];
int newy = y + dy[d];
int newz = newx * 3 + newy;
if(newx >= 0 && newx < 3 && newy >= 0 && newy < 3) {
st[rear] = Arrays.copyOf(st[front], st[front].length);
st[rear][newz] = st[front][z];
st[rear][z] = st[front][newz];
dist[rear] = dist[front] + 1; if(try_to_insert(rear)) {
fa[rear] = front;
move[rear] = d;
rear++;
}
}
}
front++;
}
return 0;
}
public static String solve(String state) {
path = new StringBuffer();
for(int i = 0; i < state.length(); i++) {
st[1][i] = Integer.valueOf(state.charAt(i)) - '0';
}
int ans = bfs();
print_path(ans);
return path.toString();
}
}
下面是主函数
package com.EightNumber.view;
import java.awt.*;
import javax.swing.*;
import java.awt.event.*;
import java.util.*; public class EightNumFrame extends Frame implements ActionListener,KeyListener
{
MenuBar menubar=new MenuBar();
Menu menu_file = new Menu("文件(F)");
MenuItem restart = new MenuItem("重新开始");
MenuItem nextPath = new MenuItem("提示");
MenuItem printPath = new MenuItem("还原");
MenuItem exit = new MenuItem("退出");
Button[] button;
Panel panel;
int row,col;
private static int position,cellNum;
final int dr[] = { 0,-1, 0, 1};
final int dc[] = {-1, 0, 1, 0};
public EightNumFrame(int row,int col) {
super.setMenuBar(menubar);
//Windows风格
try {
UIManager.setLookAndFeel("com.sun.java.swing.plaf.windows.WindowsLookAndFeel");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
this.row = row;
this.col = col;
cellNum = row*col; restart.addActionListener(this);
exit.addActionListener(this);
nextPath.addActionListener(this);
printPath.addActionListener(this);
menu_file.add(restart);
menu_file.add(nextPath);
menu_file.add(printPath);
menu_file.add(exit);
menubar.add(menu_file); panel = new Panel(new GridLayout(row,col)) ;
button = new Button[cellNum];
for(int i = 0; i < cellNum; i++) {
if(i == cellNum - 1) {
button[i] = new Button(" ");
}else {
button[i] = new Button(String.valueOf(i + 1));
}
button[i].setFont(new Font("Courier", 1, 20));
button[i].addActionListener(this);
button[i].addKeyListener(this);
panel.add(button[i]);
}
position = cellNum - 1;
this.add(BorderLayout.CENTER,panel);
this.setTitle("八数码");
this.setVisible(true);
this.setSize(300,300); Toolkit kit = Toolkit.getDefaultToolkit();
Dimension screenSize = kit.getScreenSize();
int screenWidth = screenSize.width/2;
int screenHeight = screenSize.height/2;
int height = this.getHeight();
int width = this.getWidth();
this.setLocation(screenWidth-width/2, screenHeight-height/2);
this.addWindowListener(new WindowAdapter() {
public void windowClosing(WindowEvent e) {
System.exit(0);
}
});
}
void start() {
int a[] = new int[9];
do {
int k = 0;
Random random=new Random();
Set<Integer> set=new HashSet<Integer>();
while(set.size() < cellNum-1) {
int n=random.nextInt(cellNum-1)+1;
if(!set.contains(n)) {
set.add(n);
a[k++] = n;
}
}
a[k] = 0;
}while(!EightNumPath.isok(a));
for(int i = 0; i < 9; i++)
button[i].setLabel(String.valueOf(a[i]));
button[cellNum-1].setLabel(" ");
position = cellNum - 1;
}
boolean win() {
for(int i = 0; i < cellNum - 1; i++) {
if(button[i].getLabel().equals(" ")) {
return false;
}else if(Integer.valueOf(button[i].getLabel()) != i+1) {
return false;
}
}
return true;
}
private boolean judge(Button a, Button b) {
for(int i = 0; i < 4; i++) {
if( (a.getX() == b.getX() + dr[i]*a.getWidth())
&& (a.getY() == b.getY() + dc[i]*a.getHeight())) {
return true;
}
}
return false;
} public void actionPerformed(ActionEvent e) {
StringBuffer state = new StringBuffer();
if(e.getSource() == restart) {
start();
return;
}else if(e.getSource() == exit) {
System.exit(0);
return;
}else if(e.getSource() == nextPath) {
for(int i = 0; i < cellNum; i++) {
if(button[i].getLabel().equals(" ")) {
state.append('0');
}else {
state.append(button[i].getLabel());
}
}
String path = EightNumPath.solve(state.toString());
JOptionPane.showMessageDialog(this,"建议走:"+path);
System.out.println(path);
return;
}else if(e.getSource() == printPath) {
for(int i = 0; i < cellNum; i++) {
if(button[i].getLabel().equals(" ")) {
state.append('0');
}else {
state.append(button[i].getLabel());
}
}
String path = EightNumPath.solve(state.toString());
for(int i = 0; i < path.length(); i++) {
switch(path.charAt(i)) {
case 'U':
go(KeyEvent.VK_UP);
break;
case 'D':
go(KeyEvent.VK_DOWN);
break;
case 'L':
go(KeyEvent.VK_LEFT);
break;
case 'R':
go(KeyEvent.VK_RIGHT);
break;
}
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e1) {
e1.printStackTrace();
}
}
}
for(int i = 0; i < cellNum; i++) {
if(e.getSource() == button[i]) {
if(!button[i].getLabel().equals(" ") && judge(button[i],button[position])) {
button[position].setLabel(button[i].getLabel());
button[i].setLabel(" ");
position = i;
}
}
}
if(win()) {
JOptionPane.showMessageDialog(this,"Congratulations");
}
}
void go(int dir) {
int x = position / col;
int y = position % col;
switch(dir) {
case KeyEvent.VK_UP:
if(x != 0) {
button[position].setLabel(button[position-col].getLabel());
button[position-col].setLabel(" ");
position -= col;
}
break;
case KeyEvent.VK_DOWN:
if(x != row-1) {
button[position].setLabel(button[position+col].getLabel());
button[position+col].setLabel(" ");
position += col;
}
break;
case KeyEvent.VK_LEFT:
if(y != 0) {
button[position].setLabel(button[position-1].getLabel());
button[position-1].setLabel(" ");
position -= 1;
}
break;
case KeyEvent.VK_RIGHT:
if(y != col-1) {
button[position].setLabel(button[position+1].getLabel());
button[position+1].setLabel(" ");
position += 1;
}
break;
}
}
public void keyPressed(KeyEvent e) {
go(e.getKeyCode());
if(win()) {
JOptionPane.showMessageDialog(this,"Congratulations");
}
}
public void keyReleased(KeyEvent e) {}
public void keyTyped(KeyEvent e) {}
public static void main(String[] args) {
new EightNumFrame(3, 3);
}
}

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