[SCOI2005]骑士精神——迭代加深

目录

一.迭代加深

1.引入

2.概念

3.乐观估计函数

4.伪板子

二.下面引入一道简单题:骑士精神[SCOI2005]

1.题目

2.题解思路

3.代码

谢谢!



一.迭代加深

1.引入

在考试当中,打爆搜也许是我们的主要出路。但是爆搜的时间却太爆炸了,在这里,我们就要引入一种高级搜索——迭代加深。

2.概念

迭代加深是一种高级搜索,自然也有它的道理。迭代加深就是在深搜的基础上限定一个搜索范围。因为深搜有时可能是一个无底洞,所以我们要限定一个搜索范围,那么时间复杂度就会更优,虽谈不上广搜,但时间复杂度也十分可观了。

限定的范围就是搜索的深度。

3.乐观估计函数

这个函数是一个常用的函数。

意义:每次搜索都用一次乐观估计函数,算出就下来至少还需走多少才能达到目标,如果超过了限定范围就说明这一次的搜法不对,要换。

4.伪板子

IDDFS ( int current_depth  ,  int max_depth )
{
       if ( current_depth > max_depth ) return ;
       if ( 找到答案 ) { 输出答案 ; (exit(0) ;  ||  return ;) }
       for each ( 当前节点的儿子节点 )
       {
 	IDDFS ( current_depth+1  ,  max_depth ) ;
       }   
}
在main函数中,调用IDDFS
for ( int  i = min_depth ; ; i++ )
{
       IDDFS ( 0 , i ) ;
}

二.下面引入一道简单题:骑士精神[SCOI2005]

1.题目

在一个5*5的棋盘上有12个白色的骑士和12个黑色的骑士, 且有一个空位。在任何时候一个骑士都能按照骑士的走法(它可以走到和它横坐标相差为1,纵坐标相差为2或者横坐标相差为2,纵坐标相差为1的格子)移动到空位上。

给定一个初始的棋盘,怎样才能经过移动变成如下目标棋盘:

为了体现出骑士精神,他们必须以最少的步数完成任务。

输入格式

第一行有一个正整数 ,表示一共有n组数据。

接下来有n个5*5的矩阵,0表示白色骑士,1表示黑色骑士,*表示空位。两组数据之间没有空行。

输出格式

对于每组数据都输出一行。如果能在15步以内(包括15步)到达目标状态,则输出步数,否则输出 。

样例输入

2
10110
01*11
10111
01001
00000
01011
110*1
01110
01010
00100

样例输出

7
-1

数据范围与提示

n\leq 10

2.题解思路

很明显,这道题就是迭代加深。

先枚举最大步数,从1到15。

然后,每次我们可以用那一个空格来走,每走一步都要用一次乐观估计函数,计算出剩下至少还需走多少步才能达到目标矩阵,如果超过了限制,就说明不能这样走,换一种走法。

最后,如果能够在15步内达到,就输出最小步数,否则就输出-1。

乐观估计函数的写法:把标准矩阵和现矩阵比较,返回不同的格子数。

int goal[10][10] = {
    {0, 0, 0, 0, 0, 0},
    {0, 1, 1, 1, 1, 1},
    {0, 0, 1, 1, 1, 1},
    {0, 0, 0, 2, 1, 1},
    {0, 0, 0, 0, 0, 1},
    {0, 0, 0, 0, 0, 0},
};
int check (){//G是现矩阵,goal是原矩阵
    int sum = 0;
    for (int i = 1; i <= 5; i ++){
        for (int j = 1; j <= 5; j ++){
            if (goal[i][j] != G[i][j])
                sum ++;
        }
    }
    return sum;
}

3.代码

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <iostream>
using namespace std;
int n, G[10][10], sx, sy, ans;
int dir[8][2] = {{1, -2}, {2, -1}, {2, 1}, {1, 2}, {-1, 2}, {-2, 1}, {-2, -1}, {-1, -2}};//方向函数
int goal[10][10] = {
    {0, 0, 0, 0, 0, 0},
    {0, 1, 1, 1, 1, 1},
    {0, 0, 1, 1, 1, 1},
    {0, 0, 0, 2, 1, 1},
    {0, 0, 0, 0, 0, 1},
    {0, 0, 0, 0, 0, 0},
};
int check (){//乐观估计函数
    int sum = 0;
    for (int i = 1; i <= 5; i ++){
        for (int j = 1; j <= 5; j ++){
            if (goal[i][j] != G[i][j])
                sum ++;
        }
    }
    return sum;
}
bool pd (int x, int y){
    if (x < 1 || y < 1 || x > 5 || y > 5)
        return 0;
    return 1;
}
bool iddfs (int x, int y, int depth, int maxdep){//迭代加深
    if (depth == maxdep){
        if (! check ())
            return 1;
        return 0;
    }
    for (int i = 0; i < 8; i ++){
        int tox = x + dir[i][0];
        int toy = y + dir[i][1];
        if (pd (tox, toy)){
            swap (G[x][y], G[tox][toy]);
            if (check () + depth <= maxdep)
                if (iddfs (tox, toy, depth + 1, maxdep))
                    return 1;
            swap (G[x][y], G[tox][toy]);
        }
    }
    return 0;
}
int main (){
    scanf ("%d", &n);
    while (n --){
        ans = -1;
        for (int i = 1; i <= 5; i ++){
            scanf ("\n");
            for (int j = 1; j <= 5; j ++){
                char c;
                scanf ("%c", &c);
                if (c == '*')   G[i][j] = 2, sx = i, sy = j;
                else G[i][j] = c - 48;
            }
        }
        for (int i = 0; i <= 15; i ++){
            if (iddfs (sx, sy, 0, i)){
                ans = i;
                break;
            }
        }
        printf ("%d\n", ans);
    }
    return 0;
}

谢谢!

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