題意：一共有15個洞，成三角形分佈，有一個洞是空的，其餘都是有一個小球，小球可以穿過一個或多個小球到空洞裡，被穿過的小球就被拿走（注意，穿過的小球必須至少一個），最後只剩一個小球，且在開始時候的空位上，問最少多少步，結果按字典序最小輸出。

分析：此題不難想到用bfs搜尋，資料儲存是一個難點，資料成三角形，每一個點最多和6給點相鄰。於是可以先列舉這15個點的相鄰節點，因為要按照字典序輸出，所以方向依次是左上，右上，左，右，左下，右下。每次搜尋小球位置，連續在一個方向上搜索兩次，然後再判斷在這個方向上是否有空地節點。

程式碼：

# include<iostream>
# include<cstdio>
# include<cmath>
# include<map>
# include<queue>
# include<string>
# include<string.h>
#include<set>
#include<list>
# include<algorithm>
using namespace std;
const int jump[15][6] = { {-1,-1,-1,-1,2,3},{-1,1,-1,3,4,5},{1,-1,2,-1,5,6},
                                      {-1,2,-1,5,7,8},{2,3,4,6,8,9},{3,-1,5,-1,9,10},						 
                                      {-1,4,-1,8,11,12},{4,5,7,9,12,13},{5,6,8,10,13,14},	
                                      {6,-1,9,-1,14,15},{-1,7,-1,12,-1,-1},{7,8,11,13,-1,-1},		
                                      {8,9,12,14,-1,-1},{9,10,13,15,-1,-1},{10,-1,14,-1,-1,-1} 
};
int em;
struct node
{
	int s;
	int num;
	int len;
	int path[2][15];
};
void bfs() {
	queue<node>q;
	set<int>ms;
	node temp;
	temp.s = ((1 << 16) - 1) ^ (1 << (em - 1));//將有小球的節點用1表示
	temp.num = 14;
	temp.len = 0;
	q.push(temp);
	while (!q.empty()) {
		node u = q.front(); q.pop();
		for (int i = 0; i < 15; i++) {
			if ((1 << i)&u.s) {//如果這個點有小球
				for (int j = 0; j < 6; j++) {//尋找周圍的小球
					int cur = i;
					node v = u;
					if (jump[cur][j] != -1 && v.s&(1 << (jump[cur][j] - 1))) {//找到小球
						while (cur >= 0 && (v.s&(1 << cur))) {//判斷這個方向上是否有空洞
							v.s ^= (1 << cur);//途中的小球變成空洞
							v.num--;
							cur = jump[cur][j] - 1;//同一個方向繼續向下
						}
						if (cur < 0)continue;
						v.s |= (1 << cur);//終點空洞加入小球
						v.path[0][v.len] = i + 1;
						v.path[1][v.len] = cur + 1;
						v.len++;
						v.num++;
						if (!ms.count(v.s)) {//判重
							if (v.num == 1 && v.s&(1 << (em - 1))) {//小球只剩下一個，且在開始的空洞中
								cout << v.len << endl;
								cout << v.path[0][0] << " " << v.path[1][0];
								for (int h = 1; h < v.len; h++) {
									cout << " " << v.path[0][h] << " " << v.path[1][h];
								}
								cout << endl;
								return;
							}
							ms.insert(v.s);
							q.push(v);
						}
					}
				}
			}
		}
	}
	cout << "IMPOSSIBLE"<<endl;
}
int main() {
	int kase; cin >> kase;
	while (kase--) {
		cin >> em;
		bfs();
	}
}