经典Java面试题解析：八数码问题

在 Java 的面试中，八数码问题是一个经典的搜索算法问题。本文将介绍一道经典的 Java 面试题——八数码问题，并提供详细的解析和解题思路。

题目

给定一个 3×3 的棋盘，棋盘上的每个格子上放着一个数字（1 到 8）和一个空格。目标是通过交换棋盘上的数字，将其转化为目标状态。输出达到目标状态所需的最少交换次数。

解析与解题思路

八数码问题是一个经典的搜索算法问题，可以使用广度优先搜索（BFS）或启发式搜索（如 A * 算法）来解决。

首先，我们需要定义一个合适的数据结构来表示棋盘状态。在本题中，我们可以使用一个 3×3 的二维数组来表示棋盘，其中每个元素代表棋盘上的数字。

接下来，我们使用广度优先搜索（BFS）算法来搜索从初始状态到目标状态的最短路径。BFS 算法通过逐层扩展搜索，每次将当前状态的所有可能下一步状态加入到搜索队列中。

在搜索的过程中，我们需要记录已经访问过的状态，避免重复搜索。我们可以使用一个集合（如 HashSet）来存储已访问的状态。

同时，我们需要记录每个状态的步数，即从初始状态到当前状态的交换次数。我们可以使用一个映射（如 HashMap）来存储每个状态对应的步数。

最终，当我们搜索到目标状态时，即完成了整个搜索过程，我们可以返回最少交换次数作为结果。

以下是 Java 代码实例（使用广度优先搜索）：

import java.util.*;

public class EightPuzzle {private static final int[][] DIRECTIONS = {{1, 0}, {-1, 0}, {0, 1}, {0, -1}};

    public static int minSwaps(int[][] board, int[][] target) {int[] start = convertTo1D(board);
        int[] goal = convertTo1D(target);

        Queue queue = new LinkedList();
        Set visited = new HashSet();
        Map steps = new HashMap();

        queue.offer(start);
        visited.add(Arrays.hashCode(start));
        steps.put(Arrays.hashCode(start), 0);

        while (!queue.isEmpty()) {int[] curr = queue.poll();
            int zeroIndex = findZeroIndex(curr);

            if (Arrays.equals(curr, goal)) {return steps.get(Arrays.hashCode(curr));
            }

            for (int[] dir : DIRECTIONS) {int newRow = zeroIndex / 3 + dir[0];
                int newCol = zeroIndex % 3 + dir[1];

                if (newRow>= 0 && newRow = 0 && newCol 

结论

 通过广度优先搜索（BFS）算法，我们可以找到将初始状态转化为目标状态所需的最少交换次数。八数码问题是面试中常见的搜索算法题目，掌握了解题思路和实现代码，我们能够在面试中更加自信地回答相关问题。

  学 java，就到 java 编程狮 ！