8-पज़ल को हल करने के चरणों की संख्या ज्ञात करने का पायथन प्रोग्राम

मान लीजिए हमारे पास एक 3x3 बोर्ड है जहां सभी संख्याएं 0 से 8 की रेंज में हैं और कोई दोहराव नहीं है। अब हम 0 को उसके 4 पड़ोसियों में से किसी एक के साथ स्वैप कर सकते हैं, और हम इसे हल करके सभी व्यवस्थित क्रम प्राप्त करने की कोशिश कर रहे हैं, हमें लक्ष्य तक पहुंचने के लिए आवश्यक न्यूनतम चरणों की संख्या ढूंढनी है।

उदाहरण के लिए, यदि इनपुट इस तरह है:

3	1	2
4	7	5
6	8	0

तो आउटपुट 4 होगा।

इसे हल करने के लिए, हम निम्न चरणों का पालन करेंगे:

एक फ़ंक्शन find_next() परिभाषित करें। यह node लेगा
moves := एक मैप जो प्रत्येक मान के लिए चालों को सूची के रूप में परिभाषित करता है {0: [1, 3], 1: [0, 2, 4], 2: [1, 5], 3: [0, 4, 6], 4: [1, 3, 5, 7], 5: [2, 4, 8], 6: [3, 7], 7: [4, 6, 8], 8: [5, 7]}
results := एक नई सूची
pos_0 := node का पहला मान
प्रत्येक move के लिए moves[pos_0] में, करें
- new_node := node से एक नई सूची
- new_node[move] और new_node[pos_0] को स्वैप करें
- results के अंत में new_node से एक नया टुपल डालें
results लौटाएं
एक फ़ंक्शन get_paths() परिभाषित करें। यह dict लेगा
cnt := 0
अनंत काल तक निम्न करें
- current_nodes := एक सूची जहां मान cnt के समान है
- यदि current_nodes का आकार 0 के समान है, तो
  - -1 लौटाएं
- प्रत्येक node के लिए current_nodes में, करें
  - next_moves := find_next(node)
  - प्रत्येक move के लिए next_moves में, करें
    - यदि move dict में मौजूद नहीं है, तो
      - dict[move] := cnt + 1
    - यदि move (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) के समान है, तो
      - cnt + 1 लौटाएं
    - cnt := cnt + 1
मुख्य विधि से निम्न करें:
dict := एक नया मैप, flatten := एक नई सूची
i को 0 से बोर्ड की पंक्ति संख्या तक के लिए, करें
- flatten := flatten + board[i]
flatten := flatten की एक प्रति
dict[flatten] := 0
यदि flatten (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) के समान है, तो
- 0 लौटाएं
get_paths(dict) लौटाएं

बेहतर समझ के लिए निम्न कार्यान्वयन देखें:

उदाहरण

class Solution:
    def solve(self, board):
        dict = {}
        flatten = []
        for i in range(len(board)):
            flatten += board[i]
        flatten = tuple(flatten)
        dict[flatten] = 0
        if flatten == (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8):
            return 0
        return self.get_paths(dict)

    def get_paths(self, dict):
        cnt = 0
        while True:
            current_nodes = [x for x in dict if dict[x] == cnt]
            if len(current_nodes) == 0:
                return -1
            for node in current_nodes:
                next_moves = self.find_next(node)
                for move in next_moves:
                    if move not in dict:
                        dict[move] = cnt + 1
                    if move == (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8):
                        return cnt + 1
            cnt += 1

    def find_next(self, node):
        moves = {
            0: [1, 3],
            1: [0, 2, 4],
            2: [1, 5],
            3: [0, 4, 6],
            4: [1, 3, 5, 7],
            5: [2, 4, 8],
            6: [3, 7],
            7: [4, 6, 8],
            8: [5, 7],
        }
        results = []
        pos_0 = node.index(0)
        for move in moves[pos_0]:
            new_node = list(node)
            new_node[move], new_node[pos_0] = new_node[pos_0], new_node[move]
            results.append(tuple(new_node))
        return results

ob = Solution()
matrix = [
    [3, 1, 2],
    [4, 7, 5],
    [6, 8, 0]
]
print(ob.solve(matrix))

इनपुट

matrix = [
    [3, 1, 2],
    [4, 7, 5],
    [6, 8, 0]
]