2013山东省赛Rubik’s cube 魔方BFS

二阶魔方，只有0,1

问最少多少步可以转成每个面都为0，或1

BFS即可，对应好旋转时候的关系，因为顺时针转三次和逆时针转1次的效果一样，所以只要6种旋转方式即可，判重可用map省空间，或者直接判省时间

#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "map"
#include "queue"
using namespace std;
bool mp[17000000];
struct node
{
    int x[24],t;
};
int a[25];

int gethash(node cur)
{
    int cnt,i;
    cnt=0;
    for (i=0;i<24;i++)
        cnt=cnt*2+cur.x[i];
    return cnt;
}

int judge(node cur)
{
    int i;
    for (i=0;i<24;i+=4)
        if (cur.x[i]!=cur.x[i+1] || cur.x[i]!=cur.x[i+2] || cur.x[i]!=cur.x[i+3]) return -1;
    return 1;
}

int bfs()
{
    queue<node>q;
    node cur,next;
    int sum,i,temp;
    sum=0;
    for (i=0;i<24;i++)
    {
        cur.x[i]=a[i];
        sum+=a[i];
    }
    if (sum%4!=0) return -1;
    cur.t=0;
    if (judge(cur)==1) return 0;
    q.push(cur);
    memset(mp,false,sizeof(mp));
    mp[gethash(cur)]=true;

    while (!q.empty())
    {
        cur=q.front();
        q.pop();

        next=cur; // 正顺
        temp=next.x[0];  next.x[0]=next.x[2];  next.x[2]=next.x[3];  next.x[3]=next.x[1];  next.x[1]=temp;
        temp=next.x[9];  next.x[9]=next.x[15]; next.x[15]=next.x[17];next.x[17]=next.x[4]; next.x[4]=temp;
        temp=next.x[8];  next.x[8]=next.x[13]; next.x[13]=next.x[16];next.x[16]=next.x[6]; next.x[6]=temp;
        temp=gethash(next);
        if (mp[temp]==false)
        {
            mp[temp]=true;
            next.t++;
            if (judge(next)==1) return next.t;
            q.push(next);
        }

        next=cur; // 正逆
        temp=next.x[0];  next.x[0]=next.x[1];  next.x[1]=next.x[3];  next.x[3]=next.x[2];  next.x[2]=temp;
        temp=next.x[9];  next.x[9]=next.x[4];  next.x[4]=next.x[17]; next.x[17]=next.x[15];next.x[15]=temp;
        temp=next.x[8];  next.x[8]=next.x[6];  next.x[6]=next.x[16]; next.x[16]=next.x[13];next.x[13]=temp;
        temp=gethash(next);
        if (mp[temp]==false)
        {
            mp[temp]=true;
            next.t++;
            if (judge(next)==1) return next.t;
            q.push(next);
        }

        next=cur; // 右侧顺
        temp=next.x[4];  next.x[4]=next.x[6];  next.x[6]=next.x[7];  next.x[7]=next.x[5];  next.x[5]=temp;
        temp=next.x[8];  next.x[8]=next.x[3];  next.x[3]=next.x[19]; next.x[19]=next.x[20];next.x[20]=temp;
        temp=next.x[10]; next.x[10]=next.x[1]; next.x[1]=next.x[17]; next.x[17]=next.x[22];next.x[22]=temp;
        temp=gethash(next);
        if (mp[temp]==false)
        {
            mp[temp]=true;
            next.t++;
            if (judge(next)==1) return next.t;
            q.push(next);
        }

        next=cur; // 右侧逆
        temp=next.x[4];  next.x[4]=next.x[5];  next.x[5]=next.x[7];  next.x[7]=next.x[6];  next.x[6]=temp;
        temp=next.x[8];  next.x[8]=next.x[20]; next.x[20]=next.x[19];next.x[19]=next.x[3]; next.x[3]=temp;
        temp=next.x[10]; next.x[10]=next.x[22];next.x[22]=next.x[17];next.x[17]=next.x[1]; next.x[1]=temp;
        temp=gethash(next);
        if (mp[temp]==false)
        {
            mp[temp]=true;
            next.t++;
            if (judge(next)==1) return next.t;
            q.push(next);
        }

        next=cur; // 上顺
        temp=next.x[11]; next.x[11]=next.x[9]; next.x[9]=next.x[8];  next.x[8]=next.x[10]; next.x[10]=temp;
        temp=next.x[0];  next.x[0]=next.x[4];  next.x[4]=next.x[20]; next.x[20]=next.x[12];next.x[12]=temp;
        temp=next.x[1];  next.x[1]=next.x[5];  next.x[5]=next.x[21]; next.x[21]=next.x[13];next.x[13]=temp;
        temp=gethash(next);
        if (mp[temp]==false)
        {
            mp[temp]=true;
            next.t++;
            if (judge(next)==1) return next.t;
            q.push(next);
        }

        next=cur; // 上逆
        temp=next.x[11]; next.x[11]=next.x[10];next.x[10]=next.x[8]; next.x[8]=next.x[9];  next.x[9]=temp;
        temp=next.x[0];  next.x[0]=next.x[12]; next.x[12]=next.x[20];next.x[20]=next.x[4]; next.x[4]=temp;
        temp=next.x[1];  next.x[1]=next.x[13]; next.x[13]=next.x[21];next.x[21]=next.x[5]; next.x[5]=temp;
        temp=gethash(next);
        if (mp[temp]==false)
        {
            mp[temp]=true;
            next.t++;
            if (judge(next)==1) return next.t;
            q.push(next);
        }
    }
    return -1;
}

int main()
{
    int n,i,ans;
    scanf("%d",&n);
    while (n--)
    {
        for (i=0;i<24;i++)
            scanf("%d",&a[i]);
        ans=bfs();
        if (ans==-1)
            printf("IMPOSSIBLE!\n");
        else
            printf("%d\n",ans);
    }
    return 0;
}