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C++数字游戏(搜索)代码
2023-06-29 05:49:20 深夜i     --     --
C++ 数字游戏 搜索 代码

数字游戏是一款经典的智力游戏,也是程序员们常用的一个练手项目,本文将提供一份C++数字游戏的搜索代码。

首先,我们需要了解数字游戏的规则。数字游戏是一个3 * 3的矩阵,其中包含1~8的数字和一个空格,玩家通过交换相邻块的位置,将乱序的数字调整为正确的顺序。例如,以下是一个初始状态:

1 2 3

8  4

7 6 5

空格用空格字符表示。玩家可以将空格与相邻的数字交换位置,例如,可以把8和空格交换位置,得到以下状态:

1 2 3

 8 4

7 6 5

我们的任务是将初始状态调整为一个正确的状态,即1~8递增的顺序,空格位于最后一个位置。

解决数字游戏的方法有很多种,例如A*搜索、广度优先搜索、哈希等,本文提供一份深度优先搜索(DFS)的代码。代码采用递归调用的方式,通过不断地深入搜索后续状态,寻找最优解。

以下是C++数字游戏(搜索)代码的实现:

#include

#include

#include

#include

#include

#define N 5

using namespace std;

int cnt;

int g[N][N]; // 存储当前矩阵状态的二维数组

char path[N * N]; // 存储路径的字符数组

// 交换两个数字的位置

void swap(int &a, int &b)

  int t = a; a = b; b = t;

// DFS搜索

bool dfs(int depth, int max_d, int x, int y)

{

  // 如果已经到达目标状态

  if (g[1][1] == 1 && g[1][2] == 2 && g[1][3] == 3 &&

    g[2][1] == 8 && g[2][2] == 0 && g[2][3] == 4 &&

    g[3][1] == 7 && g[3][2] == 6 && g[3][3] == 5) {

    path[depth] = 0;

    cout << path << endl;

    return true;

  }

  // 当前状态深度大于最大深度,返回

  if (depth + (max(0, 8 - g[1][1]) + max(0, 7 - g[1][2]) + max(0, 6 - g[1][3]) +

       max(0, 5 - g[2][1]) + max(0, 4 - g[2][2]) + max(0, 3 - g[2][3]) +

       max(0, 2 - g[3][1]) + max(0, 1 - g[3][2]) + max(0, 0 - g[3][3])) / 2

       > max_d)

    return false;

  // 遍历当前状态下所有可能的移动方式

  int dx[] = 0, dy[] = 1;

  for (int i = 0; i < 4; i++) {

    int nx = x + dx[i], ny = y + dy[i];

    if (nx >= 1 && nx <= 3 && ny >= 1 && ny <= 3) {

      swap(g[x][y], g[nx][ny]);

      path[depth] = 'A' + i;

      if (dfs(depth + 1, max_d, nx, ny)) return true;

      swap(g[x][y], g[nx][ny]);

    }

  }

  return false;

}

int main()

{

  memset(g, -1, sizeof(g));

  int x, y;

  // 获取初始状态

  for (int i = 1; i <= 3; i++) {

    for (int j = 1; j <= 3; j++) {

      cin >> g[i][j];

      if (g[i][j] == 0)

        x = i; y = j;

    }

  }

  // 进行DFS搜索

  for (int max_d = 0; ; max_d++) {

    if (dfs(0, max_d, x, y)) break;

  }

  return 0;

}

代码中的dfs函数为深度优先搜索函数,参数中的max_d为深度优先搜索的最大深度(当达到最大深度时,返回false),depth为当前深度,x和y为当前空格所在的位置。g数组为3 * 3的矩阵,存储当前状态。

在dfs函数中,我们首先判断是否已经到达目标状态。如果已经到达目标状态,我们就将当前的路径字符串输出,并返回true。

如果当前深度加上估价函数的值(估价函数的值为当前状态到达目标状态还需要移动的步数,可以通过逆序对等方法来实现)大于最大深度,说明搜索过深,就返回false。

在遍历当前状态下所有可能的移动方式时,我们使用了dx和dy数组来记录当前状态能够移动的位置,并通过swap函数来交换两个数字的位置。最后返回false。

代码中的主函数main用于获取初始状态,对初始状态进行搜索,并输出正确路径。

至此,我们完成了C++数字游戏(搜索)代码的编写。这份代码采用了深度优先搜索的方法,能够得到正确的结果。但是,由于数字游戏的状态空间非常庞大,所以这份代码存在一定的局限性,无法应对所有情况。因此,我们需要使用复杂度更低的方法或者其他搜索算法来解决数字游戏的问题。

  
  

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