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思路：IDA*可以搞，借鉴的是大牛的启发式函数h(): 可以考虑把每一行上的数转化成相同的，或者把每一列上的数字转化成相同的，二者取最小值。

1 1 3 2

2 4 4 2       

3 3 1 4

1 2 3 4

如果把这个矩阵转化成行相同的话需要的操作：第一行 至少要2次，第二行也是2次， 第三行是2次，第四行是3次，  所以把矩阵转化成行相同至少要3次。

1 #include
      
         2 #include
       
          3 #include
        
           4 #include
         
            5 using namespace std;  6   7 int map[5][5];  8 int maxdeep;  9  10 bool Judge() 11 { 12     if(map[1][1]!=map[1][2]){ 13         for(int i=1;i<=4;i++) 14             for(int j=1;j<=4;j++) 15                 if(map[j][i]!=map[i][i])return false; 16         return true; 17     }else { 18         for(int i=1;i<=4;i++) 19             for(int j=1;j<=4;j++) 20                 if(map[i][j]!=map[i][1])return false; 21         return true; 22     } 23 } 24  25 int Get_H() 26 { 27     int step1=0,step2=0; 28     for(int i=1;i<=4;i++){ 29         int num[5]={
    0},ans=0; 30         for(int j=1;j<=4;j++)num[map[i][j]]++; 31         for(int j=1;j<=4;j++)ans=max(ans,num[j]); 32         step1=max(step1,4-ans); 33     } 34     for(int j=1;j<=4;j++){ 35         int num[5]={
    0},ans=0; 36         for(int i=1;i<=4;i++)num[map[i][j]]++; 37         for(int i=1;i<=4;i++)ans=max(ans,num[i]); 38         step2=max(step2,4-ans); 39     } 40     return min(step1,step2); 41 } 42  43 void Move_L(int i) 44 { 45     int tmp=map[i][1]; 46     for(int j=2;j<=4;j++)map[i][j-1]=map[i][j]; 47     map[i][4]=tmp; 48 } 49  50 void Move_R(int i) 51 { 52     int tmp=map[i][4]; 53     for(int j=4;j>=2;j--)map[i][j]=map[i][j-1]; 54     map[i][1]=tmp; 55 } 56  57 void Move_U(int j) 58 { 59     int tmp=map[1][j]; 60     for(int i=2;i<=4;i++)map[i-1][j]=map[i][j]; 61     map[4][j]=tmp; 62 } 63  64 void Move_D(int j) 65 { 66     int tmp=map[4][j]; 67     for(int i=4;i>=2;i--)map[i][j]=map[i-1][j]; 68     map[1][j]=tmp; 69 } 70  71  72 bool IDA_star(int deep) 73 { 74     if(deep==maxdeep)return Judge(); 75     if(Get_H()+deep>maxdeep)return false; 76  77     for(int i=1;i<=4;i++){ 78         Move_L(i); 79         if(IDA_star(deep+1))return true; 80         Move_R(i); 81  82         Move_R(i); 83         if(IDA_star(deep+1))return true; 84         Move_L(i); 85     } 86     for(int j=1;j<=4;j++){ 87         Move_U(j); 88         if(IDA_star(deep+1))return true; 89         Move_D(j); 90  91         Move_D(j); 92         if(IDA_star(deep+1))return true; 93         Move_U(j); 94     } 95     return false; 96 } 97  98 int main() 99 {100     int _case;101     scanf("%d",&_case);102     while(_case--){103         for(int i=1;i<=4;i++)104             for(int j=1;j<=4;j++)scanf("%d",&map[i][j]);105         if(Judge()){106             puts("0");107             continue;108         }109         maxdeep=1;110         while(maxdeep<=5){111             if(IDA_star(0))break;112             maxdeep++;113         }114         if(maxdeep<=5){115             printf("%d\n",maxdeep);116         }else 117             puts("-1");118     }119     return 0;120 }