2阶魔方的复原的BFS写法。。。。

来源：互联网发布：ubuntu 重置系统命令编辑：程序博客网时间：2024/05/01 15:38

二阶魔方：

8个角块的位置均可进行任意互换（8!种状态），如果以一个角块不动作为参考角块，其他7个角块都能任意转换方向（即3⁷种状态）。如果在空间中旋转则不计算方向不同而状态相同的魔方，实际上的准确状态数还应除以24。所以二阶魔方的总状态数应该为：

$\frac{8!\,3^7}{24}=7!\,3^6=3674160$

二阶魔方的最远复原距离（即最需要最多步骤复原的状态）为11次全旋转，或者14次普通旋转，此结果可以用计算机使用Brute Force算法计算出。

旋转次数进行全旋转复原的魔方的状态数进行普通旋转复原的魔方的状态数01119625427332112041847534599922256650136896972275363305888700721141499188774836050810623800930588112644135085212 78253613 9028014 276

虽然复原距离不是很大，但是用BFS的话效率还是太低了。。。。把数据输入进去，然后就可以喝茶了。。。。

#include <iostream>#include <cstring>#include <cstdio>#include <string>#include <queue>#include <set>#include <vector>using namespace std;struct MuoFang{    int mf[24],cur;    string cmd;    vector<int> nc;}M;string q1("前1 "),q2("前2 "),z1("左1 "),z2("左2 "),s1("上1 "),s2("上2 ");string _0("0"),_1("1"),_2("2"),_3("3"),_4("4"),_5("5");set<string> st;bool _ck(MuoFang M,int a,int b,int c,int d){    if(M.mf[a]==M.mf[b]&&M.mf[a]==M.mf[c]&&M.mf[a]==M.mf[d]) return true;    return false;}bool ck(MuoFang M){    if(_ck(M,0,1,2,3)&&_ck(M,4,5,10,11)&&_ck(M,6,7,12,13)&&_ck(M,8,9,14,15)&&_ck(M,16,17,18,19)&&_ck(M,20,21,22,23))        return true;    return false;}int count_ck(MuoFang M){    return _ck(M,0,1,2,3)+_ck(M,4,5,10,11)+_ck(M,6,7,12,13)+_ck(M,8,9,14,15)+_ck(M,16,17,18,19)+_ck(M,20,21,22,23);}MuoFang zhuan(MuoFang M,int a,int b,int c,int d,    int e,int f,   int g,int h,   int i,int j,   int k,int l){    ///圈    int t=M.mf[a];    M.mf[a]=M.mf[d];M.mf[d]=M.mf[c];M.mf[c]=M.mf[b];M.mf[b]=t;    ///环    int t1=M.mf[e],t2=M.mf[f];    M.mf[e]=M.mf[g];M.mf[f]=M.mf[h];    M.mf[g]=M.mf[i];M.mf[h]=M.mf[j];    M.mf[i]=M.mf[k];M.mf[j]=M.mf[l];    M.mf[k]=t1;M.mf[l]=t2;    return M;}MuoFang qian1(MuoFang M){   return zhuan(M,13,12,6,7,3,2,5,11,16,17,14,8);}MuoFang qian2(MuoFang M){   return zhuan(M,6,12,13,7,2,3,8,14,17,16,11,5);}MuoFang zhuo1(MuoFang M){   return zhuan(M,15,14,8,9,1,3,7,13,17,19,21,23);}MuoFang zhuo2(MuoFang M){   return zhuan(M,8,14,15,9,23,21,19,17,13,7,3,1);}MuoFang shang1(MuoFang M){   return zhuan(M,16,17,19,18,20,21,15,14,13,12,11,10);}MuoFang shang2(MuoFang M){   return zhuan(M,16,18,19,17,10,11,12,13,14,15,21,20);}string gethash(MuoFang M){    string hh;    for(int i=0;i<=23;i++)    {        if(M.mf[i]==0) hh+=_0;        else if(M.mf[i]==1) hh+=_1;        else if(M.mf[i]==2) hh+=_2;        else if(M.mf[i]==3) hh+=_3;        else if(M.mf[i]==4) hh+=_4;        else if(M.mf[i]==5) hh+=_5;    }    return hh;}bool panchong(MuoFang u){    string hh=gethash(u);    if(st.count(hh)) return false;    st.insert(hh);     //       cout<<"---> "<<hh<<endl;    return true;}int ans=0;void bfs(){    void show(MuoFang m);    queue<MuoFang> q;    st.clear();    MuoFang u,v,TM;    q.push(M);TM=M;    panchong(M);    bool flag=false;    while(!q.empty())    {        u=q.front(); q.pop();      //  cout<<"    "<<q.size()<<endl;      //  cout<<gethash(u)<<endl;        if(count_ck(u)==6) {flag=true;break;}        v=qian1(u);        if(panchong(v))        {            v.cur++;v.cmd+=q1;v.nc.push_back(11); if(v.cur<15) q.push(v);        }        v=qian2(u);        if(panchong(v))        {            v.cur++;v.cmd+=q2;v.nc.push_back(12); if(v.cur<15) q.push(v);        }        v=zhuo1(u);        if(panchong(v))        {            v.cur++;v.cmd+=z1;v.nc.push_back(21); if(v.cur<15) q.push(v);        }        v=zhuo2(u);        if(panchong(v))        {            v.cur++;v.cmd+=z2;v.nc.push_back(22); if(v.cur<15) q.push(v);        }        v=shang1(u);        if(panchong(v))        {            v.cur++;v.cmd+=s1;v.nc.push_back(31); if(v.cur<15) q.push(v);        }        v=shang2(u);        if(panchong(v))        {            v.cur++;v.cmd+=s2;v.nc.push_back(32); if(v.cur<15) q.push(v);        }    }    if(flag)    {        cout<<"Let's do: \n";        show(TM);        cout<<u.cmd<<endl;        int t=u.nc.size();        for(int i=0;i<t;i++)        {            if(u.nc[i]==11)            {                TM=qian1(TM); show(TM);            }            else if(u.nc[i]==12)            {                TM=qian2(TM); show(TM);            }            else if(u.nc[i]==21)            {                TM=zhuo1(TM); show(TM);            }            else if(u.nc[i]==22)            {                TM=zhuo2(TM); show(TM);            }            else if(u.nc[i]==31)            {                TM=shang1(TM); show(TM);            }            else if(u.nc[i]==32)            {                TM=shang2(TM); show(TM);            }        }        putchar(10);    }    else puts("error data");}void show(MuoFang M){    cout<<"    "<<M.mf[0]<<" "<<M.mf[1]<<endl;    cout<<"    "<<M.mf[2]<<" "<<M.mf[3]<<endl;    cout<<M.mf[4]<<" "<<M.mf[5]<<" "<<M.mf[6]<<" "<<M.mf[7]<<" "<<M.mf[8]<<" "<<M.mf[9]<<endl;    cout<<M.mf[10]<<" "<<M.mf[11]<<" "<<M.mf[12]<<" "<<M.mf[13]<<" "<<M.mf[14]<<" "<<M.mf[15]<<endl;    cout<<"    "<<M.mf[16]<<" "<<M.mf[17]<<endl;    cout<<"    "<<M.mf[18]<<" "<<M.mf[19]<<endl;    cout<<"    "<<M.mf[20]<<" "<<M.mf[21]<<endl;    cout<<"    "<<M.mf[22]<<" "<<M.mf[23]<<endl;    cout<<"-------------------\n";}int main(){while(true){    for(int i=0;i<24;i++) scanf("%d",&M.mf[i]);    //cout<<gethash(M)<<endl;    M.cur=0;    ans=count_ck(M);    if(ans==6) puts("DONE");    bfs();}    return 0;}