过年的时候,几个侄女拿着手机找到我,请教我游戏的解法,游戏画面大致如下:
该怎么给外甥女说呢?
我这样想的,采用暴力解决方案,进行无限次的尝试,最终会找到解。 玩这个游戏最重要的是培养人的耐心,我一边说着一边操作,进行了大概几十次操作,通过了。 外甥女对我投来了崇拜的眼神,我接着说,其实这里不只是简单的暴力尝试这么简单,我们可以研究一套自动算法,找到最优的解决路径。
后面被叫去吃饭了,关于游戏的思考中断了。
回来之后,我重新思考这个问题,如何找到最优解呢?这些游戏看似简单,我们把他抽象成一个编程题,输入为一个 nn 的矩阵,其中填充了 0 到 nn-1 的数字,假设 0 是空格子,每次只能移动 0 元素相邻的元素与其交换位置,最终输出移动格子的序列号,使得矩阵顺序排列。
通过查找网络和 AI 工具,了解到确实有一些算法来帮助解决这些谜题如下:
启发式模式解法( Pattern Solving ) 启发式搜索算法 A* 算法 使用曼哈顿距离( Manhattan Distance )作为启发函数 启发式搜索算法 A* 算法 使用错位方块数( Misplaced Tiles )作为启发函数 启发式搜索算法 A* 算法 使用线性冲突( Linear Conflict )作为启发函数 IDA* (Iterative Deepening A) 双向广度优先搜索( Bidirectional BFS ) 他们的时间复杂度和空间复杂度各不相同,我将他们部署到前端页面,发现他们的效果对不同的场景差异很大。
以下是 deepseek 的对他们时间空间复杂度对比
受到哥飞老师影响,开发了一个站点,研究了提供滑块拼图的解决方案。
https://sliding-puzzle-solver.com/
这里提供了 6 种算法方案,经过测试发现,简单的 case ,如只需要挪动一格 方法 2-6 能给出结论,但是稍微复杂一些的情况,就卡死了。
方法 1 虽然稳定,但是对于只需要挪动一格场景,也会给出 103 步的方案
还有没有好的办法呢?