广搜——三个水杯

三个水杯时间限制：1000 ms  |  内存限制：65535 KB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，最大的水杯水是满的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

注意广搜过程中的节点的状态的确立，对于复杂的状态需要封装成一个类表示。此外，广搜为实现由近及远的搜索，需要使用一个标记数组将访问过的状态存储起来。
广搜由于按照距开始状态由近及远的顺序搜索，所以可以很容易的用来求最短路径、最少操作之类问题的答案。

这道题根据题意描述出水杯倒水过程，可以很容易的得到状态迁移二叉树，这里的状态包含：当前三个水杯的状态数组state，到达当前状态所需的次数step。

尤其要注意的是这里将各个过程的分解方式，不是一股脑的写在一起！
同时还要注意的一个小技巧是：对于从下标0开始存储的有n个元素的数组，如果取出i(0<=i

import java.util.LinkedList;import java.util.Queue;import java.util.Scanner;class Cup{    int[] state = new int[3];    int step = 0;    public Cup(int first,int second,int third,int s) {        // TODO Auto-generated constructor stub        this.state[0] = first;        this.state[1] = second;        this.state[2] = third;        this.step = s;    }    public Cup(Cup cope){        for(int i=0;i<3;i++) this.state[i] = cope.state[i];        this.step = cope.step;    }}public class Main {    static boolean DEBUG = false;    static boolean[][][] visited = new boolean[100][100][100];    static Queue<Cup> que = new LinkedList<Cup>();    static int[] cupCapacity = new int[3],targetCapacity = new int[3];    static Cup cur,next;    static void test(){        System.out.println("breakpoint!");    }    static boolean isEqual(Cup p){        for(int i=0;i<3;i++){            if(p.state[i]!=targetCapacity[i]) return false;        }        return true;    }    static Cup pour(Cup p,int x,int y){// x -> y        Cup ret = new Cup(p);        int need = cupCapacity[y] - p.state[y];        //其中必有个杯子要么满，要么空！        if(need<=p.state[x]){// x 中水足够            ret.state[x] -= need;            ret.state[y] += need;        }        else{// x中的水不足,将x中的水全部倒入y            ret.state[x] = 0;            ret.state[y] += p.state[x];        }        return ret;    }    static int BFS(){        Cup first = new Cup(cupCapacity[0],0,0,0);        visited[cupCapacity[0]][0][0] = true;        que.offer(first);        while(!que.isEmpty()){            if(DEBUG) test();            cur = que.remove();            if(isEqual(cur)) return cur.step;            else{                for(int i=0;i<3;i++){                    for(int j=1;j<3;j++){                        int k = (i+j)%3;                        // 从第i个水杯向第k个水杯倒水：第i个水杯有水且第k个水杯有余量                        if(cur.state[i]!=0&&cur.state[k]<cupCapacity[k]){                            next = pour(cur, i, k);                            if(!visited[next.state[0]][next.state[1]][next.state[2]]){                                visited[next.state[0]][next.state[1]][next.state[2]] = true;                                next.step = cur.step + 1;                                que.offer(next);                            }                        }                    }                }            }        }        return -1;    }    static void init(){        for(int i=0;i<100;i++){            for(int j=0;j<100;j++){                for(int k=0;k<100;k++) visited[i][j][k] = false;            }        }    }    public static void main(String[] args) {        // TODO Auto-generated method stub        Scanner in = new Scanner(System.in);        while(in.hasNext()){            int N = in.nextInt();            while((N--)>0){                que.clear();                for(int i=0;i<3;i++) cupCapacity[i] = in.nextInt();                for(int i=0;i<3;i++) targetCapacity[i] = in.nextInt();                init();                int ret = BFS();                System.out.println(ret);            }        }    }}

体会：
编程时，不论是方法、变量、过程，都应做到所见即所得，一目了然，应将冗余的代码片整合为一个方法或函数，然后进行调用，虽然在当时看来，有些麻烦，没有必要，但从长远看来，这样做不仅有利于理清思路，更有利于调试程序。不过尤其要注意的一点是，方法的传参问题，传递的是一个数值，还是存储数值的变量引用，返回的是什么，即各片段间的“无缝接合”。