广度优先搜索——水杯倒水问题

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
2
6 3 1
4 1 1
9 3 2
7 1 1
样例输出
3
-1

利用广度优先搜索，暴力破解。
用队列实现广搜。倒水问题实际上就是不断尝试用某一个水杯，向另一个水杯倒水，当然会提前检查是否满足倒水情况。
初始状态就是给定的初始给定的水杯状态，然后将其加入空队列。倒水后不断将新出现的水杯状态从队尾入队，然后从队头读取一个状态并将其弹出，再进行倒水，再将倒出的新的状态加入到队尾去。代码如下。

#include<stdio.h>#include<queue>#include<memory.h>using namespace std;#define EMPTY 0typedef struct node{    int state[3];    int step;}cupNode;int cupCapacity[3],cupEndstate[3];int isVisited[100][100][100];int isAchieve(cupNode current){    int i;    for(i=0;i<3;i++)    {        if(current.state[i] != cupEndstate[i])            return 0;    }    return 1;}int pourWater(int source,int destination,cupNode* cup) //从source倒进destination里{    int waterNeeded=cupCapacity[destination]-cup->state[destination];    if(waterNeeded <= cup->state[source])    {        cup->state[destination]+=waterNeeded;        cup->state[source]-=waterNeeded;    }    else    {        cup->state[destination]+=cup->state[source];        cup->state[source]=0;    }}int BFS(){    int i,j,k;    cupNode initial;    queue<cupNode> cupStatequeue;    memset(isVisited,0,sizeof(isVisited));    initial.state[0]=cupCapacity[0];    initial.state[1]=0;    initial.state[2]=0;    initial.step=0;    cupStatequeue.push(initial);    isVisited[initial.state[0]][0][0]=1;    while(!cupStatequeue.empty())    {        cupNode tempNode;        tempNode=cupStatequeue.front();        cupStatequeue.pop();        if(isAchieve(tempNode))            return tempNode.step;        cupNode newNode;        for(i=0;i<3;i++)  //尝试从i倒进j里        {            for(j=0;j<3;j++)            {                if(i!=j && tempNode.state[i]!=EMPTY && tempNode.state[j]<cupCapacity[j])                {                    cupNode newNode=tempNode;                    pourWater(i,j,&newNode);                    newNode.step=tempNode.step+1;                    if(!isVisited[newNode.state[0]][newNode.state[1]][newNode.state[2]])                    {                        isVisited[newNode.state[0]][newNode.state[1]][newNode.state[2]]=1;                        cupStatequeue.push(newNode);                    }                   }            }        }     }    return -1;  }int main(){    int N;    scanf("%d",&N);    while(N--)    {        scanf("%d%d%d",&cupCapacity[0],&cupCapacity[1],&cupCapacity[2]);        scanf("%d%d%d",&cupEndstate[0],&cupEndstate[1],&cupEndstate[2]);        printf("%d\n",BFS());    }    return 0;}