BFS——NYOJ 21 三个水杯

三个水杯

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难度：4

描述

给出三个水杯，大小不一，并且只有最大的水杯的水是装满的，其余两个为空杯子。三个水杯之间相互倒水，并且水杯没有标识，只能根据给出的水杯体积来计算。现在要求你写出一个程序，使其输出使初始状态到达目标状态的最少次数。

输入

第一行一个整数N(0<N<50)表示N组测试数据
接下来每组测试数据有两行，第一行给出三个整数V1 V2 V3 (V1>V2>V3 V1<100 V3>0)表示三个水杯的体积。
第二行给出三个整数E1 E2 E3 （体积小于等于相应水杯体积）表示我们需要的最终状态

输出

每行输出相应测试数据最少的倒水次数。如果达不到目标状态输出-1

样例输入

26 3 14 1 19 3 27 1 1

样例输出

3-1

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唉...这道题写了好久啊！

简单的宽度优先搜索，三个水杯之间的相互倒水如下图6种情况：

对于每一次倒水都会引起三个水杯水量状态的改变，这样就可以得到如下的一个解空间树：

按照上图中得到解空间树的方法，代码如下：

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#include <cstdio>#include <memory.h>#include <queue>using namespace std;#define EMPTY    0struct data_type{int state[3];int step;};int cupCapacity[3], targetState[3];bool visited[100][100][100];bool AchieveTargetState(data_type current){for (int i = 0; i < 3; i++){if (current.state[i] != targetState[i]){return false;}}return true;}void PourWater(int destination, int source, data_type &cup){int waterYield = cupCapacity[destination] - cup.state[destination];if (cup.state[source] >= waterYield){cup.state[destination] += waterYield;cup.state[source] -= waterYield;}else{cup.state[destination] += cup.state[source];cup.state[source] = 0;}}int BFS(void){int i, j, k;data_type initial;queue<data_type> toExpandState;memset(visited, false, sizeof(visited));initial.state[0] = cupCapacity[0];initial.state[1] = initial.state[2] = 0;initial.step = 0;toExpandState.push(initial);visited[initial.state[0]][0][0] = true;while (!toExpandState.empty()){data_type node = toExpandState.front();toExpandState.pop();if (AchieveTargetState(node)){return node.step;}for (i = 0; i < 3; i++){for (j = 1; j < 3; j++){k = (i+j)%3;if (node.state[i] != EMPTY && node.state[k] < cupCapacity[k]){data_type newNode = node;PourWater(k, i, newNode);newNode.step = node.step + 1;if (!visited[newNode.state[0]][newNode.state[1]][newNode.state[2]]){visited[newNode.state[0]][newNode.state[1]][newNode.state[2]] = true;toExpandState.push(newNode);}}}}}return -1;}int main(void){int testNum;scanf("%d", &testNum);while (testNum -- != 0){scanf("%d%d%d", &cupCapacity[0], &cupCapacity[1], &cupCapacity[2]);scanf("%d%d%d", &targetState[0], &targetState[1], &targetState[2]);printf("%d\n", BFS());}return 0;}