A Za, A Za, Fighting...

坚信:勤能补拙

PKU 1077 Eight (续)

                                              A*算法解题

参考:
http://www.cppblog.com/longzxr/archive/2009/08/12/92978.html
http://www.chhaya.me/?p=182

第一次写A*,写的相当地繁琐,一方面是由于自己写了优先级队列,另一方面则是由于需要保存的信息相对较多,每个状态在队列中的位置都随着pop与push动态变化,所以新添了idx[]数组来存储当前的位置,数组下标是hash值

代码:
  1 #include<stdio.h>
  2 #include<stdlib.h>
  3 #include<string.h>
  4 #define STR_LEN 9
  5 #define HASH_LEN 362880 /* 9! */
  6 const int facs[] = {12624120720504040320};
  7 const char letters[] = "udlr";
  8 const int pos[] = {-33-11}; /* up, down, left, right */
  9 const int movable[][4= {0,1,0,10,1,1,10,1,1,01,1,0,11,1,1,11,1,1,01,0,0,11,0,1,11,0,1,0};
 10 const int points[][2= {{0,0}, {1,0}, {2,0}, {0,-1}, {1,-1}, {2,-1}, {0,-2}, {1,-2}, {2,-2}};
 11 int distance[STR_LEN][STR_LEN];
 12 struct EACH {
 13     char str[STR_LEN+1];
 14     int pos, value;
 15 } queue[HASH_LEN];
 16 int pre[HASH_LEN], dir[HASH_LEN], g[HASH_LEN], h[HASH_LEN], idx[HASH_LEN];
 17 int mark[HASH_LEN]; /* 0: unvisited / 1: open-list / 2: closed-list */
 18 int target; /* target hash value: "123456780" */
 19 
 20 /* ------begin: priority queue ------*/
 21 int count;
 22 #define LEFT_CLD(i) ((i<<1)+1)
 23 #define RIGHT_CLD(i) ((i+1)<<1)
 24 #define PARENT(i) ((i-1)>>1)
 25 
 26 int
 27 compare_item(struct EACH *arg1, struct EACH *arg2)
 28 {
 29     return ((g[arg1->value] + h[arg1->value]) - (g[arg2->value] + h[arg2->value]));
 30 }
 31 
 32 void
 33 swap(i, j)
 34 {
 35     struct EACH tmp = queue[i];
 36     queue[i] = queue[j];
 37     queue[j] = tmp;
 38     idx[queue[i].value] = j;
 39     idx[queue[j].value] = i;
 40 }
 41 
 42 void
 43 min_heapify(int heapsize, int i)
 44 {
 45     int min = i;
 46     int left = LEFT_CLD(i);
 47     int right = RIGHT_CLD(i);
 48     if(left<heapsize && compare_item(queue+min, queue+left)>0)
 49         min = left;
 50     if(right<heapsize && compare_item(queue+min, queue+right)>0)
 51         min = right;
 52     if(min != i) {
 53         swap(i, min);
 54         min_heapify(heapsize, min);
 55     }
 56 }
 57 
 58 struct EACH
 59 pop()
 60 {
 61     struct EACH rt = queue[0];
 62     swap(0, count-1);
 63     --count;
 64     min_heapify(count, 0);
 65     return rt;
 66 }
 67 
 68 void
 69 up_heapify(int from)
 70 {
 71     int cld, pt;
 72     cld = from;
 73     pt = PARENT(cld);
 74     while(cld>0 && compare_item(queue+cld, queue+pt)<0) {
 75         swap(cld, pt);
 76         cld = pt;
 77         pt = PARENT(cld);
 78     }
 79 }
 80 
 81 void
 82 push(struct EACH item)
 83 {
 84     int cld, pt;
 85     ++count;
 86     queue[count-1= item;
 87     up_heapify(count-1);
 88 }
 89 /* -------end: priority queue -------*/
 90 
 91 /* permutation -> number */
 92 int 
 93 hash_func(char *str)
 94 {
 95     int i, j, cnt, result = 0;
 96     for(i=1; i<STR_LEN; i++) {
 97         cnt = 0;
 98         for(j=0; j<i; j++)
 99             if(str[j] > str[i])
100                 ++cnt;
101         result += (cnt*facs[i-1]);
102     }
103     return result;
104 }
105 
106 int
107 dist(int i, int j)
108 {
109     int px, py;
110     px = points[i][0- points[j][0];
111     py = points[i][1- points[j][1];
112     px = px>=0 ? px : -px;
113     py = py>=0 ? py : -py;
114     return px+py;
115 }
116 
117 /* estimate function: manhattan distance */
118 int
119 estimate(char *str)
120 {
121     int i, rt = 0;
122     for(i=0; i<STR_LEN; i++)
123         if(str[i] != '0')
124             rt += distance[i][str[i]-'0'-1];
125     return rt;
126 }
127 
128 void
129 output(int hash_value)
130 {
131     if(pre[hash_value] == -1)
132         return;
133     output(pre[hash_value]);
134     printf("%c", letters[dir[hash_value]]);
135 }
136 
137 void
138 Astar(char *start_str, int start_pos)
139 {
140     int i, th, hvalue, curp, nxtp;
141     char nxt[STR_LEN+1];
142     struct EACH cur, tmp;
143     strcpy(queue[0].str, start_str);
144     queue[0].pos = start_pos;
145     queue[0].value = hash_func(start_str);
146     count = 1;
147     mark[queue[0].value] = 1/* open list */
148     g[queue[0].value] = 0;
149     h[queue[0].value] = estimate(start_str);
150     pre[queue[0].value] = -1;
151     dir[queue[0].value] = -1;
152     idx[queue[0].value] = 0;
153     while(count != 0) {
154         cur = pop();
155         if(cur.value == target) {
156             output(target);
157             printf("\n");
158             return;
159         }
160         mark[cur.value] = 2;
161         curp = cur.pos;
162         for(i=0; i<4; i++) {
163             if(movable[curp][i]) {
164                 nxtp = curp + pos[i];
165                 strcpy(nxt, cur.str);
166                 nxt[curp] = nxt[nxtp];
167                 nxt[nxtp] = '0';
168                 hvalue = hash_func(nxt);
169                 if(mark[hvalue]==1 && g[hvalue]>(g[cur.value]+1)) {
170                     g[hvalue] = g[cur.value]+1;
171                     pre[hvalue] = cur.value;
172                     dir[hvalue] = i;
173                     up_heapify(idx[hvalue]);
174                 } else if(mark[hvalue]==0) {
175                     strcpy(tmp.str, nxt);
176                     tmp.pos = nxtp;
177                     tmp.value = hvalue;
178                     mark[hvalue] = 1;
179                     g[hvalue] = g[cur.value]+1;
180                     h[hvalue] = estimate(nxt);
181                     pre[hvalue] = cur.value;
182                     dir[hvalue] = i;
183                     idx[hvalue] = count;
184                     push(tmp);
185                 }
186             }
187         }
188     }
189     printf("unsolvable\n");
190 }
191 
192 int
193 main(int argc, char **argv)
194 {
195     int i, j, len, sp, cnt=0;
196     char input[STR_LEN*5], num[STR_LEN+1];
197     fgets(input, STR_LEN*5-1, stdin);
198     len = strlen(input);
199     for(i=0; i<len; i++) {
200         if(input[i]>='0' && input[i]<='8')
201             num[cnt++= input[i];
202         else if(input[i]=='x') {
203             num[cnt++= '0';
204             sp = cnt-1;
205         }
206     }
207     num[STR_LEN] = '\0';
208     for(i=0; i<STR_LEN; i++)
209         for(j=0; j<STR_LEN; j++)
210             distance[i][j] = dist(i, j);
211     memset(pre, -1sizeof(pre));
212     memset(dir, -1sizeof(dir));
213     memset(idx, -1sizeof(idx));
214     memset(mark, 0sizeof(mark));
215     memset(g, 0sizeof(g));
216     memset(h, 0sizeof(h));
217     target = hash_func("123456780");
218     Astar(num, sp);
219     return 0;
220 }

posted on 2010-08-07 16:10 simplyzhao 阅读(134) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: B_搜索


只有注册用户登录后才能发表评论。
网站导航: 博客园   IT新闻   BlogJava   知识库   博问   管理


导航

<2010年8月>
25262728293031
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930311234

统计

常用链接

留言簿(1)

随笔分类

随笔档案

搜索

最新评论

阅读排行榜

评论排行榜