这道题目是这个学期一个作业，分享一下我的解法
题目描述：
突出重围（IQ Car）是一款儿童益智类游戏，其具体游戏规则为：
- 先将大小车按图册上的位置摆好
- 每局摆好后,你需要将挡住红车的其他车移开,令红车推出缺口
- 这样为一局过关,所有的车只能前进后退,不能横行或拿起
图2.2 IQ Car游戏示例
请设计一个算法，在给定的车子的初始状态下，帮助小红车突出重围。另外，如何判定红车是否能够冲出突围？
以下是初始布局，可以根据布局测试程序：
在4399小游戏中搜索“汽车华容道”能够找到这个游戏，可以去玩一下。
我是用bfs做的，由于时间仓促，有些地方设置的不合理，没来得及进行优化，但是运行的结果好像还可以，在代码最后面附上了两个测试样例，可以试一试。
c++代码：
//汽车华容道
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define SUM 10
typedef struct node{
//汽车地图的结构体
int a[6][6]; //当前地图信息
int n; //汽车数量
int d[SUM]; //记录每辆车可以行使的方向，假设最多有SUM辆车
int nomove; //记录不能移动的车，即当前状态有移动此车得到的
struct node *next;
struct node *pre;
}*Car,IQCar;
Car end=NULL; //用来记录当前链表的结尾
void init(Car car){
//地图初始化
int i,j;
for(i=0;i<6;i++)
for(j=0;j<6;j++)
car->a[i][j]=0;
}
bool judge(Car car){
//判断新得到的节点是否可以直接结束
// printf("judging...\n");
for(int i=5;i>=0;i--){
//从出口位置向里进行判断
if(car->a[2][i]==0) continue;
if(car->a[2][i]==1) {
// printf("now is %d\n",car->a[2][i]);
return true;
}
else return false;
}
}
bool repeat(Car begin,Car car){
//如果要把节点加入到队列中必须保证，和之前的任何节点都没有重复的
Car p=begin;
//printf("repeating...\n");
while(p!=NULL){
int flag=0;
for(int i=0;i<6;i++){
for(int j=0;j<6;j++){
if(p->a[i][j]!=car->a[i][j]) {
flag=1;
break;
}
}
if(flag==1)break;
}
if(flag==0)return false;
p=p->next;
}
return true;
}
void f(Car begin,int x1,int y1,int x2,int y2,int n){
//向地图中加入汽车
int i,j;
if(x1==x2){
//车辆是横向的
for(i=y1;i<=y2;i++)
begin->a[x1][i]=n;
begin->d[n]=1; //记录车的方向是横向的
}
else{
//车辆是纵向的
for(i=x1;i<=x2;i++)
begin->a[i][y1]=n;
begin->d[n]=0; //记录车的方向是纵向的
}
}
void canmove(Car car,int n,int &one,int &two,int &x,int &y){
//one 和 two 代表两个方向可以移动的最大距离
int i,j;
int flag=0;
one=two=0;
// printf("n==%d\n",n);
// printf("car.d[n]==%d\n",car->d[n]);
for(i=0;i<6;i++){
for(j=0;j<6;j++){
if(car->a[i][j]==n){
//说明找到这辆车了
flag=1;
x=i;
y=j;
break;
}
}
if(flag==1)break;
}
if(car->d[n]==1){
//如果车是横向的
int jj=j;
jj--;
//printf("jj=%d\n",jj);
while(jj>=0){
if(car->a[i][jj]==0)one++;//表示左侧空间加一
else break;//遇到不是0的位置就直接退出
jj--;
}
while(j<6){
if(car->a[i][j]==n){
j++;
continue;
}
if(car->a[i][j]==0)two++;
else break;//遇到其它车辆就直接退出
j++;
}
}
else{
//如果车是纵向的
int ii=i;
ii--;
while(ii>=0){
if(car->a[ii][j]==0)one++; //上方空闲位置加一
else break;
ii--;
}
while(i<6){
if(car->a[i][j]==n){
i++;
continue;
}
if(car->a[i][j]==0)two++;//下方空闲位置加一
else break;
i++;
}
}//else
}
void Create(Car parent,Car &son,int n,int l,int d,int x,int y){
//创建一个新的节点
//n表示车的编号，l表示移动距离，d表示移动方向，x,y车的坐标
son=(Car)malloc(sizeof(IQCar));
son->next=NULL;
son->nomove=n;
son->n=parent->n;
for(int i=0;i<SUM;i++) son->d[i]=parent->d[i];//复制车辆方向
//复制地图
for(int i=0;i<6;i++)
for(int j=0;j<6;j++)
son->a[i][j]=parent->a[i][j];
if(parent->d[n]==1){
//要移动的车是横向的
if(d==1){
//向左移动
int j=y;
int jj=y-1;
while(j<6){
if(son->a[x][j]==n)
j++;
else break;
}//得到车辆最右侧的坐标
j--;
while(l--){
swap(son->a[x][jj],son->a[x][j]);
jj--;
j--;
}
}
else{
//向右移动
int j=y;
int jj=j;
while(jj<6){
if(son->a[x][jj]==n)
jj++;
else break;
}
while(l--){
swap(son->a[x][j],son->a[x][jj]);
j++;
jj++;
}
}
}
else{
//要移动的车是纵向的
if(d==1){
//向上移动
int i=x;
int ii=x-1;
while(i<6){
if(son->a[i][y]==n)
i++;
else break;
}
i--;
while(l--){
swap(son->a[ii][y],son->a[i][y]);
ii--;
i--;
}
}
else{
//向下移动
int i=x;
int ii=x;
while(ii<6){
if(son->a[ii][y]==n)
ii++;
else break;
}
while(l--){
swap(son->a[ii][y],son->a[i][y]);
i++;
ii++;
}
}
}
}
void bfs(Car begin){
//用分支限界法搜索答案
if(judge(end))return;
Car left=begin,p;
int i;
int one,two;
int x,y;//同时求出第i辆汽车的开始坐标
while(left!=NULL){
for(i=1;i<=left->n;i++){
//依次
if(i==left->nomove) continue; //这辆车不能移动
canmove(left,i,one,two,x,y);
// if(i==1)
// printf("one=%d, two=%d\n",one,two);
//printf("x=%d, y=%d\n",x,y);
while(one>0){
//第一个方向上移动这辆车
Create(left,p,i,one,1,x,y);//创建一个子节点 ,1表示想左或上移动
if(repeat(begin,p)){
//如果不重复
p->pre=left;
end->next=p;
end = p;
// if(i==2)printf("one=%d\n",one);
if(judge(end))return;
}
else free(p);//如果重复
one--;
}
while(two>0){
//第二个方向上移动这辆车
Create(left,p,i,two,2,x,y);
if(repeat(begin,p)){
//不重复返回true
p->pre=left;
end->next=p;
end = p;
if(judge(end))return;
}
else free(p);
two--;
}
}//for
left=left->next;
}//while
}
void Printanswer(Car car){
//构造答案输出结果
if(car->pre==NULL){
printf("初始状态：\n");
for(int i=0;i<6;i++){
for(int j=0;j<6;j++)
printf("%d ",car->a[i][j]);
printf("\n");
}
}
else{
Printanswer(car->pre);
printf("中间状态：\n");
for(int i=0;i<6;i++){
for(int j=0;j<6;j++)
printf("%d ",car->a[i][j]);
printf("\n");
}
}
}
void Destroy(Car begin){
//销毁链表
Car p=begin,q=begin;
p=p->next;
while(p!=NULL){
free(q);
q=p;
p=p->next;
}
free(q);
}
int main(){
Car begin;
begin=(Car)malloc(sizeof(IQCar)); //创建头节点
init(begin);
int n;
int x1,y1,x2,y2;
//输入初始状态
//{
printf("输入目标车的位置，起始位置坐标：");
scanf("%d%d%d%d",&x1,&y1,&x2,&y2); //目标车的长度为2
begin->a[x1][y1]=1;
begin->a[x2][y2]=1;
if(x1!=2||x2!=2) printf("*****横坐标输入不合法*****\n\n"); //错误提示
//===============================================================================
printf("输入其它车辆的个数：");
scanf("%d",&n);
begin->n=n+1;
//================================================================================
printf("依次输入他们的位置，起始位置坐标：\n");
int x=1;
for(int i=0;i<n;i++){
x++;
scanf("%d%d%d%d",&x1,&y1,&x2,&y2);
f(begin,x1,y1,x2,y2,x);
}
//=================================================================================
//其它设置
begin->d[1]=1;
begin->nomove=-1;
begin->next=NULL;
begin->pre=NULL;
end=begin; //此时的开始和结尾指向同一位置，初始状态
//}
//利用分支限界法搜索结果
bfs(begin);
printf("bfs end ...\n");
//构造最优解并输出
Printanswer(end);
printf("\n####此时可以将目标车(1号车)向右驶出,结束####\n");
//销毁链表
Destroy(begin);
return 0;
}
/*测试样例1
2 0 2 1
7
0 0 0 2
2 2 3 2
4 2 5 2
3 3 4 3
5 3 5 5
3 4 3 5
0 5 2 5
*/
/*
测试样例2
2 0 2 1
3
3 0 5 0
3 1 3 3
0 3 2 3
*/
结构体中的nomove表示，如果当前的状态是上一个状态移动第x辆车得到的，那么由这个状态生成的下一个状态不能够再由移动这辆车得到，因为连续两次移动同一辆车就说明，移动这辆车是没有一次到位。
由于老师就给了一天时间，就没做图形界面，也没有进行判断不可能将目标车移出的情况。用数字表示不同的状态，每一个矩阵中，0表示空闲，正整数表示汽车的编号，目标车是1号，最终的目的是讲将1号车从最右侧移除。