8数码问题也称为拼图问题,是一类常见的搜索问题。在开始搜索之前,我们需要先判断初始状态是否可解。如果拼图的宽为奇数,则问题一定有解。如果拼图的宽为偶数,则问题只有当逆序对数为偶数时才有解。
以下是Python代码实现:
def count_inversions(arr): inversions = 0 for i in range(len(arr)): for j in range(i+1, len(arr)): if arr[i] and arr[j] and arr[i] > arr[j]: inversions += 1 return inversions
def is_solvable(puzzle): inversions = count_inversions([num for row in puzzle for num in row]) if len(puzzle) % 2 == 1: return inversions % 2 == 0 else: blank_row = len(puzzle) - 1 - [i.index(0) for i in puzzle][0] // len(puzzle[0]) if blank_row % 2 == 0: return inversions % 2 == 1 else: return inversions % 2 == 0
其中count_inversions函数用来计算逆序对数,is_solvable函数用来判断问题是否可解。在判断偶数宽度拼图可解时,我们还需要计算空格所在的行。具体实现中,我们将多维列表展平并按顺序组成一维列表,然后计算逆序对数,最后根据奇偶数进行判断。