【更新】HDOJ 1195 Open the Lock (双向BFS)

http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1195

题意：要从一个4位数，变成另一个4位数。有3种变换方法：1、选择一位加1（9+1变成1）；2、选择一位减1（1-1变成9）；3、选择相邻的两位交换其数值（第一位与第四位不相邻）。求最少的步数。

思路：这是我第一次写出双向BFS~用两个队列分别记录正向的bfs和反向的back_bfs，用map进行查重，map中的第二个值记录当前关键字的步数。搜一层正向的，并判断有没有在反向中出现；再搜一层反向的，并判断有没有在正向中出现。循环上面的搜索过程，直到搜到正向和反向中有交集（即搜到相同关键字）位置，将正向和反向的步数加和即可。

注意：一定要搜完一层再搜另一层！！！！

后记：双向BFS每次扩展应该是选择结点少的一边扩展，不是想上面说的正着搜完一层再反着搜一层。所以改了一下代码。

新代码如下：

#include<iostream>#include<algorithm>#include<string>#include<queue>#include<map>using namespace std;struct node{    string password;    int cnt;}now,tmp;string beg,end;map<string,int>back_vis;map<string,int>vis;queue<struct node>q;queue<struct node>back_q;int back_bfs(int n)//反向BFS，每次只搜一层,即第n层{while(!back_q.empty()&&back_q.front().cnt==n)    {        now=back_q.front();        back_q.pop();        for(int i=0;i<4;i++)        {            //各个位-1            tmp=now;            if(tmp.password[i]!='1')                tmp.password[i]--;            else                tmp.password[i]='9';            if(vis.find(tmp.password)!=vis.end())//判断是否在正向队列中找到                return tmp.cnt+1+vis[tmp.password];            if(back_vis.find(tmp.password)==back_vis.end())            {                tmp.cnt++;                back_q.push(tmp);                back_vis[tmp.password]=tmp.cnt;            }            //各个位+1            tmp=now;            if(tmp.password[i]!='9')                tmp.password[i]++;            else                tmp.password[i]='1';            if(vis.find(tmp.password)!=vis.end())//判断是否在正向队列中找到                return tmp.cnt+1+vis[tmp.password];            if(back_vis.find(tmp.password)==back_vis.end())            {                tmp.cnt++;                back_q.push(tmp);                back_vis[tmp.password]=tmp.cnt;            }        }        for(int i=0;i<3;i++)        {            tmp=now;            swap(tmp.password[i],tmp.password[i+1]);            if(vis.find(tmp.password)!=vis.end())//判断是否在正向队列中找到                return tmp.cnt+1+vis[tmp.password];            if(back_vis.find(tmp.password)==back_vis.end())            {                tmp.cnt++;                back_q.push(tmp);                back_vis[tmp.password]=tmp.cnt;            }        }    }    return -1;}int bfs(int n)//反向BFS，每次只搜一层,即第n层{    while(!q.empty()&&q.front().cnt==n)    {        int n=q.front().cnt;        while(q.front().cnt<=n)        {            now=q.front();            q.pop();            for(int i=0;i<4;i++)            {                //各个位-1                tmp=now;                if(tmp.password[i]!='1')                    tmp.password[i]--;                else                    tmp.password[i]='9';                if(back_vis.find(tmp.password)!=back_vis.end())//判断是否在反向队列中找到                    return tmp.cnt+1+back_vis[tmp.password];                if(vis.find(tmp.password)==vis.end())                {                    tmp.cnt++;                    q.push(tmp);                    vis[tmp.password]=tmp.cnt;                }                //各个位+1                tmp=now;                if(tmp.password[i]!='9')                    tmp.password[i]++;                else                    tmp.password[i]='1';                if(back_vis.find(tmp.password)!=back_vis.end())//判断是否在反向队列中找到                    return tmp.cnt+1+back_vis[tmp.password];                if(vis.find(tmp.password)==vis.end())                {                    tmp.cnt++;                    q.push(tmp);                    vis[tmp.password]=tmp.cnt;                }            }            for(int i=0;i<3;i++)            {                tmp=now;                swap(tmp.password[i],tmp.password[i+1]);                if(back_vis.find(tmp.password)!=back_vis.end())//判断是否在反向队列中找到                    return tmp.cnt+1+back_vis[tmp.password];                if(vis.find(tmp.password)==vis.end())                {                    tmp.cnt++;                    q.push(tmp);                    vis[tmp.password]=tmp.cnt;                }            }        }    }return -1;}int main(){    int t;    while(cin>>t)    {        while(t--)        {            cin>>beg;            cin>>end;            vis.clear();//清空map            back_vis.clear();//清空map            while(!back_q.empty())                back_q.pop();//清空反向BFS的队列            now.password=end;            now.cnt=0;            back_q.push(now);back_vis[end]=0;//将反向BFS的起始点入队列标记while(!q.empty())q.pop();//清空正向BFS的队列now.password=beg;now.cnt=0;q.push(now);vis[beg]=0;int n=0;int ret=-1;while(ret==-1){if(!q.empty()&&q.size()<=back_q.size())ret=bfs(q.front().cnt);else if(!back_q.empty())ret=back_bfs(back_q.front().cnt);elsebreak;}            cout<<ret<<endl;        }    }    return 0;}

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下面这个代码是我最开始写的，是机械的正反交替搜的，不可取~

第一次写双向BFS，代码可能写得不好，仅供参考

#include<iostream>#include<algorithm>#include<string>#include<queue>#include<map>using namespace std;struct node{    string password;    int cnt;}now,tmp;string beg,end;map<string,int>back_vis;map<string,int>vis;queue<struct node>q;queue<struct node>back_q;int back_bfs(int n)//反向BFS，每次只搜一层,即第n层{    while(back_q.front().cnt<=n)    {        now=back_q.front();        back_q.pop();        for(int i=0;i<4;i++)        {            //各个位-1            tmp=now;            if(tmp.password[i]!='1')                tmp.password[i]--;            else                tmp.password[i]='9';            if(vis.find(tmp.password)!=vis.end())//判断是否在正向队列中找到                return tmp.cnt+1+vis[tmp.password];            if(back_vis.find(tmp.password)==back_vis.end())            {                tmp.cnt++;                back_q.push(tmp);                back_vis[tmp.password]=tmp.cnt;            }            //各个位+1            tmp=now;            if(tmp.password[i]!='9')                tmp.password[i]++;            else                tmp.password[i]='1';            if(vis.find(tmp.password)!=vis.end())//判断是否在正向队列中找到                return tmp.cnt+1+vis[tmp.password];            if(back_vis.find(tmp.password)==back_vis.end())            {                tmp.cnt++;                back_q.push(tmp);                back_vis[tmp.password]=tmp.cnt;            }        }        for(int i=0;i<3;i++)        {            tmp=now;            swap(tmp.password[i],tmp.password[i+1]);            if(vis.find(tmp.password)!=vis.end())//判断是否在正向队列中找到                return tmp.cnt+1+vis[tmp.password];            if(back_vis.find(tmp.password)==back_vis.end())            {                tmp.cnt++;                back_q.push(tmp);                back_vis[tmp.password]=tmp.cnt;            }        }    }    return -1;}int bfs(){    while(!q.empty())        q.pop();//清空正向BFS的队列    now.password=beg;    now.cnt=0;    q.push(now);    vis[beg]=0;    while(!q.empty())    {        int n=q.front().cnt;        while(q.front().cnt<=n)        {            now=q.front();            q.pop();            for(int i=0;i<4;i++)            {                //各个位-1                tmp=now;                if(tmp.password[i]!='1')                    tmp.password[i]--;                else                    tmp.password[i]='9';                if(back_vis.find(tmp.password)!=back_vis.end())//判断是否在反向队列中找到                    return tmp.cnt+1+back_vis[tmp.password];                if(vis.find(tmp.password)==vis.end())                {                    tmp.cnt++;                    q.push(tmp);                    vis[tmp.password]=tmp.cnt;                }                //各个位+1                tmp=now;                if(tmp.password[i]!='9')                    tmp.password[i]++;                else                    tmp.password[i]='1';                if(back_vis.find(tmp.password)!=back_vis.end())//判断是否在反向队列中找到                    return tmp.cnt+1+back_vis[tmp.password];                if(vis.find(tmp.password)==vis.end())                {                    tmp.cnt++;                    q.push(tmp);                    vis[tmp.password]=tmp.cnt;                }            }            for(int i=0;i<3;i++)            {                tmp=now;                swap(tmp.password[i],tmp.password[i+1]);                if(back_vis.find(tmp.password)!=back_vis.end())//判断是否在反向队列中找到                    return tmp.cnt+1+back_vis[tmp.password];                if(vis.find(tmp.password)==vis.end())                {                    tmp.cnt++;                    q.push(tmp);                    vis[tmp.password]=tmp.cnt;                }            }        }        int ret=back_bfs(now.cnt);        if(ret!=-1)            return ret;    }}int main(){    int t;    while(cin>>t)    {        while(t--)        {            cin>>beg;            cin>>end;            vis.clear();//清空map            back_vis.clear();//清空map            while(!back_q.empty())                back_q.pop();//清空反向BFS的队列            now.password=end;            now.cnt=0;            back_q.push(now);            back_vis[end]=0;//将反向BFS的起始点入队列标记            int ret=bfs();            cout<<ret<<endl;        }    }    return 0;}