分红酒

题目描述

标题：分红酒
  有4个红酒瓶子，它们的容量分别是：9升, 7升, 4升, 2升
  开始的状态是 [9,0,0,0]，也就是说：第一个瓶子满着，其它的都空着。
  允许把酒从一个瓶子倒入另一个瓶子，但只能把一个瓶子倒满或把一个瓶子倒空，不能有中间状态。这样的一次倒酒动作称为1次操作。
  假设瓶子的容量和初始状态不变，对于给定的目标状态，至少需要多少次操作才能实现？
  本题就是要求你编程实现最小操作次数的计算。
  输入：最终状态（逗号分隔）
  输出：最小操作次数（如无法实现，则输出-1）

例如：
输入：
9,0,0,0
应该输出：
0
输入：
6,0,0,3
应该输出：
-1
输入：
7,2,0,0
应该输出：
2

对于编程题目，要求选手给出的解答完全符合ANSI C++标准，不能使用诸如绘图、Win32API、中断调用、硬件操作或与操作系统相关的API。
代码中允许使用STL类库，但不能使用MFC或ATL等非ANSI c++标准的类库。例如，不能使用CString类型（属于MFC类库）。
所有代码放在同一个源文件中，调试通过后，拷贝提交该源码。
注意选择自己使用的编译环境。

分析

#include <stdio.h>#include <math.h>#include <string.h>#define MAX 1500struct ST                       //定义一个结构体，记录某个状态的各个酒杯的值{int a, b, c, d;}qu[MAX];int visit[10][8][5];            //用于保存某个状态是否出现int step[10][8][5][3];          //用于记录达到某个状态的最短路径int front = -1, tail = 0;       //int A = 9, B = 7, C = 4, D = 2; //各个酒杯的最大值int ea, eb, ec, ed;             //输入的最终状态int min(int x, int y, int z)    //返回一个杯子能够向另一个杯子倒酒的量{if(x < z - y)return x;return z - y;}int EnterJudge(int x, int y, int z, int w) //判断某个状态是否出现，若出现则入队列{if(visit[x][y][z] == 0){++tail;qu[tail].a = x;qu[tail].b = y;qu[tail].c = z;qu[tail].d = w;visit[x][y][z] = 1;return 1;}return 0;}int bfs()                             //广度优先搜索{qu[0].a = 9;                      //初始状态入队列qu[0].b = 0;qu[0].c = 0;qu[0].d = 0;int temp, at, bt, ct, dt;while(front < tail)              //队列不空时循环{++front;if(qu[front].a == ea && qu[front].b == eb&&qu[front].c == ec && qu[front].d == ed){return step[ea][eb][ec][ed];    //找到要求的状态，返回最小次数}if(qu[front].a > 0 && qu[front].b < B) //a向b倒水{temp = min(qu[front].a, qu[front].b, B);at = qu[front].a - temp;bt = qu[front].b + temp;ct = qu[front].c;dt = qu[front].d;if(EnterJudge(at, bt, ct, dt))step[at][bt][ct][dt] = step[qu[front].a][qu[front].b][qu[front].c][qu[front].d] + 1; }if(qu[front].a > 0 && qu[front].c < C) //a向c倒水{temp = min(qu[front].a, qu[front].c, C);at = qu[front].a - temp;bt = qu[front].b;ct = qu[front].c + temp;dt = qu[front].d;if(EnterJudge(at, bt, ct, dt))step[at][bt][ct][dt] = step[qu[front].a][qu[front].b][qu[front].c][qu[front].d] + 1; }if(qu[front].a > 0 && qu[front].d < D) //a向d倒水{temp = min(qu[front].a, qu[front].d, D);at = qu[front].a - temp;bt = qu[front].b;ct = qu[front].c;dt = qu[front].d + temp;if(EnterJudge(at, bt, ct, dt))step[at][bt][ct][dt] = step[qu[front].a][qu[front].b][qu[front].c][qu[front].d] + 1; }if(qu[front].b > 0 && qu[front].a < A) //b向a倒水{temp = min(qu[front].b, qu[front].a, A);at = qu[front].a + temp;bt = qu[front].b - temp;ct = qu[front].c;dt = qu[front].d;if(EnterJudge(at, bt, ct, dt))step[at][bt][ct][dt] = step[qu[front].a][qu[front].b][qu[front].c][qu[front].d] + 1; }if(qu[front].b > 0 && qu[front].c < C) //b向c倒水{temp = min(qu[front].b, qu[front].c, C);at = qu[front].a;bt = qu[front].b - temp;ct = qu[front].c + temp;dt = qu[front].d;if(EnterJudge(at, bt, ct, dt))step[at][bt][ct][dt] = step[qu[front].a][qu[front].b][qu[front].c][qu[front].d] + 1; }if(qu[front].b > 0 && qu[front].d < D) //b向d倒水{temp = min(qu[front].b, qu[front].d, D);at = qu[front].a;bt = qu[front].b - temp;ct = qu[front].c;dt = qu[front].d + temp;if(EnterJudge(at, bt, ct, dt))step[at][bt][ct][dt] = step[qu[front].a][qu[front].b][qu[front].c][qu[front].d] + 1; }if(qu[front].c > 0 && qu[front].a < A) //c向a倒水{temp = min(qu[front].c, qu[front].a, A);at = qu[front].a + temp;bt = qu[front].b;ct = qu[front].c - temp;dt = qu[front].d;if(EnterJudge(at, bt, ct, dt))step[at][bt][ct][dt] = step[qu[front].a][qu[front].b][qu[front].c][qu[front].d] + 1; }if(qu[front].c > 0 && qu[front].b < B) //c向b倒水{temp = min(qu[front].c, qu[front].b, B);at = qu[front].a;bt = qu[front].b + temp;ct = qu[front].c - temp;dt = qu[front].d;if(EnterJudge(at, bt, ct, dt))step[at][bt][ct][dt] = step[qu[front].a][qu[front].b][qu[front].c][qu[front].d] + 1; }if(qu[front].c > 0 && qu[front].d < D) //c向d倒水{temp = min(qu[front].c, qu[front].d, D);at = qu[front].a;bt = qu[front].b;ct = qu[front].c - temp;dt = qu[front].d + temp;if(EnterJudge(at, bt, ct, dt))step[at][bt][ct][dt] = step[qu[front].a][qu[front].b][qu[front].c][qu[front].d] + 1; }if(qu[front].d > 0 && qu[front].a < A) //d向a倒水{temp = min(qu[front].d, qu[front].a, A);at = qu[front].a + temp;bt = qu[front].b;ct = qu[front].c;dt = qu[front].d - temp;if(EnterJudge(at, bt, ct, dt))step[at][bt][ct][dt] = step[qu[front].a][qu[front].b][qu[front].c][qu[front].d] + 1; }if(qu[front].d > 0 && qu[front].b < B) //d向b倒水{temp = min(qu[front].d, qu[front].b, B);at = qu[front].a;bt = qu[front].b + temp;ct = qu[front].c;dt = qu[front].d - temp;if(EnterJudge(at, bt, ct, dt))step[at][bt][ct][dt] = step[qu[front].a][qu[front].b][qu[front].c][qu[front].d] + 1; }if(qu[front].d > 0 && qu[front].c < C) //d向c倒水{temp = min(qu[front].d, qu[front].c, C);at = qu[front].a;bt = qu[front].b;ct = qu[front].c + temp;dt = qu[front].d - temp;if(EnterJudge(at, bt, ct, dt))step[at][bt][ct][dt] = step[qu[front].a][qu[front].b][qu[front].c][qu[front].d] + 1; }}return -1;}int main(){memset(step, 0, sizeof(step));memset(visit, 0, sizeof(visit));scanf("%d,%d,%d,%d", &ea, &eb, &ec, &ed);int cnt = bfs();printf("%d\n", cnt);return 0;}