BFS：八数码问题

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <queue>
#include <set>
using namespace std;

/*
2 6 4 1 3 7 0 5 8
8 1 5 7 3 6 4 0 2

1 2 3 4 5 0 7 8 6
1 2 3 4 5 6 7 8 0
*/
typedef int State[];
const int maxstate = ;
State st[maxstate], goal;        //状态数组, 所有状态都保存在这里
int dist[maxstate];              //距离数组

set<int> vis;                    //编码
//如果需要打印方案,可以在这里加一个"父亲编号" 数组  int fa[maxstate]
int fa[maxstate];

void init_lookup_table();
int try_to_insert(int s);
int BFS();
void solve();

const int dx[] = {-, , , };
const int dy[] = {, , -, };

void print(State s, int front)
{
    for (int i = ; i < ; i++) {
        if (i %  == ) cout << endl;
        cout << st[front][i] << " ";
    }
    cout << endl;
}

bool judge(int x, int y)
{
    return (x >=  && x < ) && (y >=  && y < );
}

void init_lookup_table()
{
    for (int i = ; i < ; i++) {
        scanf("%d", &st[][i]);        //起始状态
    }
    for (int i = ; i < ; i++) {
        scanf("%d", &goal[i]);
    }
    vis.clear();
}

int try_to_insert(int s)
{
    int code = ;     //把st[s]映射到code
    for (int i = ; i < ; i++) {
        code = code *  + st[s][i];
    }
    if (vis.count(code)) return ;
    vis.insert(code);
    return ;         //HashCode
}

//BFS, 返回目标状态在st数组下标
int BFS()
{
    init_lookup_table();              //初始化查找表
    int front = , rear = ;          //不使用下标0, 因为0被看作不存在
    while (front < rear) {
        State& s = st[front];         //用引用简化代码
        if (memcmp(goal, s, sizeof(s)) == )  {
            return front;             //找到目标状态,  成功返回
        }
        int z;
        for (z = ; z < ; z++) {
            if (!s[z]) break;         //找“0”的位置
        }
        int x = z / , y = z % ;     //模拟 行, 列
        for (int d = ; d < ; d++) { //四个方向
            int newx = x + dx[d];
            int newy = y + dy[d];
            int newz = newx *  + newy; //模拟到一维数组的地方 , 空格将要移动到的地方 

            if (judge(newx, newy)) {    //移动合法
                State &t = st[rear];    //得到队尾元素
                memcpy(&t, &s, sizeof(s));    // 将将 s 添加到队尾 

                //数字 和 空格交换位置
                t[newz] = s[z];         //z位置为 空格
                t[z] = s[newz];    

                dist[rear] = dist[front] + ;     //更新新结点的距离值
                if (try_to_insert(rear))  rear++; //如果成功插入查找表, 修改队尾指针
            }
        }
        front++;     //拓展完毕, 修改队首指针
        //打印
        print(st[front], front);
    }
    return ;        //失败
} 

void solve()
{
    int ans = BFS();
    if (ans > ) printf("%d\n", dist[ans]);
    else printf("-1\n");
}

int main()
{
    solve();
    return ;
}