在2019年y神认为是困难题，2023年便是中等题了。。。嗯。。。
题目
在一个 3×33×3 的网格中，1∼81∼8 这 88 个数字和一个 x 恰好不重不漏地分布在这 3×33×3 的网格中。
例如：
1 2 3
x 4 6
7 5 8在游戏过程中，可以把 x 与其上、下、左、右四个方向之一的数字交换（如果存在）。
我们的目的是通过交换，使得网格变为如下排列（称为正确排列）：
1 2 3
4 5 6
7 8 x例如，示例中图形就可以通过让 x 先后与右、下、右三个方向的数字交换成功得到正确排列。
交换过程如下：
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
x 4 6 4 x 6 4 5 6 4 5 6
7 5 8 7 5 8 7 x 8 7 8 x现在，给你一个初始网格，请你求出得到正确排列至少需要进行多少次交换。
输入格式
输入占一行，将 3×33×3 的初始网格描绘出来。
例如，如果初始网格如下所示：
1 2 3
x 4 6
7 5 8 则输入为：1 2 3 x 4 6 7 5 8
输出格式
输出占一行，包含一个整数，表示最少交换次数。
如果不存在解决方案，则输出 −1−1。
输入样例：
2 3 4 1 5 x 7 6 8输出样例
19代码与解析
java
import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Map;
import java.util.Queue;
import java.util.Scanner;
public class Main {
// BFS求解最小移动步数
static int bfs(String state) {
Queue<String> q = new LinkedList<>(); // 存储状态的队列
Map<String, Integer> d = new HashMap<>(); // 记录状态及对应步数
q.offer(state); // 初始状态入队
d.put(state, 0); // 初始状态步数为0
int[] dx = {-1, 0, 1, 0}, dy = {0, 1, 0, -1}; // 上右下左四个方向
String end = "12345678x"; // 目标状态
while (!q.isEmpty()) {
String t = q.poll(); // 取出队首状态
if (t.equals(end)) return d.get(t); // 若当前状态为目标状态，则返回步数
int distance = d.get(t); // 当前状态的步数
int k = t.indexOf('x'); // 'x'的位置
int x = k / 3, y = k % 3; // 'x'所在的行和列
for (int i = 0; i < 4; i++) { // 四个方向尝试移动 'x'
int a = x + dx[i], b = y + dy[i]; // 计算新位置的行列
if (a >= 0 && a < 3 && b >= 0 && b < 3) { // 判断新位置是否合法
char[] charArray = t.toCharArray();
charArray[k] = charArray[a * 3 + b];
charArray[a * 3 + b] = 'x';
String newStr = String.valueOf(charArray); // 新状态
if (!d.containsKey(newStr)) { // 若新状态未访问过
d.put(newStr, distance + 1); // 记录新状态的步数
q.offer(newStr); // 新状态入队
}
}
}
}
return -1; // 无解时返回-1
}
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
StringBuilder state = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 9; i++) {
state.append(scanner.next()); // 读入初始状态
}
System.out.println(bfs(state.toString())); // 输出最小移动步数
scanner.close();
}
}