Vijos P1016 钟表问题 BFS+剪枝

vijos P1016
九个钟表分别有4种状态  0点，3点，6点，9点。分别用数字表示为：0，1，2，3.
9个操作分别操控着一些钟表，被操作的钟表每次顺时针旋转90°
求出最小操作集
1 ABDE
2 ABC
3 BCEF
4 ADG
5 BDEFH
6 CFI
7 DEGH
8 GHI
9 EFHI


每个表有4状态，一共9个表。我们可以用9维数组存储所有可能的状态。
用结构体数组的方式方便了回溯时对这几个操作的辨认。
这种算法优点：运用数组偏移量进行遍历，速度较快；不用动态生成结点，减少空间与时间的消耗。（普通节点算法，vijos平台每组数据1000ms左右，而这种九维数组的方法每组数据平均200ms左右）

稍微有点欠缺的地方是算法一半的空间用来记录回溯的路径。。。

#include"stdio.h"#include"queue"#include"stack"#include"memory.h"using namespace std;struct node{short data;node *link;};node set[4][4][4][4][4][4][4][4][4];//1~9个表，每个表都有4钟状态,所以用9维数组表示全部状态 ，link作为回溯时的线索。int tag[10] = { 262144,65536,16384,4096,1024,256,64,16,4,1 };//1~9各个维度的容量int move1[9][9] = { //操作1~91,1,0,1,1,0,0,0,0,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,1,1,0,0,0,1,0,0,1,0,0,1,0,0,0,1,0,1,1,1,0,1,0,0,0,1,0,0,1,0,0,1,0,0,0,1,1,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,0,0,0,0,1,1,0,1,1,};int cinf();node* move(node *p, int i);int main(){//freopen("in.in", "r", stdin);int i;node *p, *q;queue < node* > que; //BFS队列p = q = &set[cinf()][cinf()][cinf()][cinf()][cinf()][cinf()][cinf()][cinf()][cinf()];p->data = 1;set[0][0][0][0][0][0][0][0][0].data = -1;que.push(p); //入队列while (1){p = que.front(); //出队列que.pop();if (p->data == -1)break;for (i = 1; i<10; i++){q = move(p, i);if (q->data == 0) //剪枝，第一次遍历此状态入队列，第2次跳过。{q->link = p; //指针指向其前驱que.push(q);q->data = 1;}else if (q->data == -1) //遍历到目标跳出循环{q->link = p;break;}}if (q->data == -1) //遍历到目标跳出循环{break;}}stack < int > stk; //定义一个栈，因为回溯是逆序，栈来存储方便输出while (q->link) //反向回溯{p = q->link;for (int j = 1; j < 10; j++)if (move(p, j) == q){stk.push(j); //寻找到前驱，入栈}q = q->link;}while (!stk.empty()) //打印栈内元素{printf("%d ", stk.top());stk.pop();}printf("\n");//fclose(stdin);return 0;}node* move(node *p, int i) //基地址p,操作i,返回对应操作后的地址，通过指针偏移量的方式比较高效{node *begin = &set[0][0][0][0][0][0][0][0][0];node *end = &set[3][3][3][3][3][3][3][3][3];for (int j = 1; j<10; j++){if (move1[i - 1][j - 1] == 1){if (p + tag[j]>end){p -= 3 * tag[j];}else{if ((p - begin) / tag[j] == 0){begin += tag[j];}if ((p - begin) / tag[j] == 1){begin += 2 * tag[j];}if ((p - begin) / tag[j] == 2){begin += 3 * tag[j];}p += tag[j];}end = begin + tag[j] - 1;}else{if ((p - begin) / tag[j] == 1){begin += tag[j];}if ((p - begin) / tag[j] == 2){begin += 2 * tag[j];}if ((p - begin) / tag[j] == 3){begin += 3 * tag[j];}end = begin + tag[j] - 1;}}return p;}int cinf(){int temp;scanf("%d", &temp);return temp;}