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跳蚱蜢问题是一个关于寻找最短跳跃次数的填空题目。问题描述如下:
有9个盘子排成一个圆圈,其中8个盘子分别装有编号1到8的蚱蜢,剩下的一个盘子是空的。目标是通过蚱蜢们的跳跃,使得它们的排列顺序按照逆时针方向排列,同时保持空盘的位置不变。初始状态为123456789,目标状态为876543219。每只蚱蜢可以跳到相邻的空盘,也可以跳过一个相邻的蚱蜢到达空盘。问题要求计算使得蚱蜢们达到目标状态的最少跳跃次数。
解决方法:
我们采用广度优先搜索(BFS)算法来寻找最短路径。具体步骤如下:
状态表示:用一个整数表示当前盘子的排列状态。例如,初始状态为123456789,目标状态为876543219。
队列处理:使用队列来进行BFS。每次处理一个状态的队列中的元素,生成所有可能的后继状态,并将未访问过的状态加入队列。
状态生成:对于每个当前状态,计算从中可以跳跃的所有可能的新状态。考虑左右跳跃以及左跳一个、右跳两个的移动方式。
访问检查:使用一个visited数组记录已经访问过的状态,避免重复处理。
终止条件:当生成的新状态与目标状态相同时,返回当前的跳跃次数+1。这将是从初始状态到目标状态的最短跳跃次数。
代码实现步骤如下:
这个问题通过BFS算法可以快速找到最短路径,因为每次只处理未访问过的状态,确保了找到的是最少跳跃次数。
答案:最少需要20次跳跃。
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