农夫过河问题状态图及程序
农夫过河

农夫过河问题——程序设计(2009-06-05 13:38:22)标签:分类:一、问题需求分析一个农夫带着一只狼、一只羊和一棵白菜,身处河的南岸。
他要把这些东西全部运到北岸。
问题是他面前只有一条小船,船小到只能容下他和一件物品,另外只有农夫能撑船。
另外,因为狼能吃羊,而羊爱吃白菜,所以农夫不能留下羊和白菜或者狼和羊单独在河的一边,自己离开。
请问农夫该采取什么方案才能将所有的东西运过河呢?二、算法选择求解这个问题的最简单的方法是一步一步进行试探,每一步都搜索所有可能的选择,对前一步合适的选择再考虑下一步的各种方案。
用计算机实现上述求解的搜索过程可以采用两种不同的策略:一种是广度优先(breadth_first) 搜索,另一种是深度优先(depth_first) 。
广度优先:u 广度优先的含义就是在搜索过程中总是首先搜索下面一步的所有可能状态,然后再进一步考虑更后面的各种情况。
u 要实现广度优先搜索,一般都采用队列作为辅助结构。
把下一步所有可能达到的状态都列举出来,放在这个队列中,然后顺序取出来分别进行处理,处理过程中把再下一步的状态放在队列里……。
u 由于队列的操作遵循先进先出的原则,在这个处理过程中,只有在前一步的所有情况都处理完后,才能开始后面一步各情况的处理。
三、算法的精化要模拟农夫过河问题,首先需要选择一个对问题中每个角色的位置进行描述的方法。
一个很方便的办法是用四位二进制数顺序分别表示农夫、狼、白菜和羊的位置。
例如用0表示农夫或者某东西在河的南岸,1表示在河的北岸。
因此整数5(其二进制表示为0101) 表示农夫和白菜在河的南岸,而狼和羊在北岸。
四、算法的实现完成了上面的准备工作,现在的问题变成:从初始状态二进制0000(全部在河的南岸) 出发,寻找一种全部由安全状态构成的状态序列,它以二进制1111(全部到达河的北岸) 为最终目标,并且在序列中的每一个状态都可以从前一状态通过农夫(可以带一样东西)划船过河的动作到达。
实习六-农夫过河问题

农夫过河问题一、需求分析1.问题描述:一个农夫带着一只狼、一只羊和一棵白菜,身处河的南岸。
他要把这些东西全部运到北岸。
他面前只有一条小船,船只能容下他和一件物品,另外只有农夫才能撑船。
如果农夫在场,则狼不能吃羊,羊不能吃白菜,否则狼会吃羊,羊会吃白菜,所以农夫不能留下羊和白菜自己离开,也不能留下狼和羊自己离开,而狼不吃白菜。
2.基本要求:(1)利用图的存储结构(2)图的搜索算法(3)求出农夫将所有的东西运过河的所有方案二、设计1. 设计思想(1)存储结构以邻接矩阵存储合理状态,用一个一维数组保存所有的方案;(2)主要算法基本思想人,狼,羊和白菜共有2的四次方16种状态(河岸的状态可由人的状态确定),去掉不允许出现的6种状态,10个状态对应矩阵的10个结点值,然后根据状态的连续改变初始化矩阵,接着就用递归的深度优先法搜索所有的路径,即求出过河的方案。
main2. 设计表示(1)函数调用关系图main→Judge→Initiate→DFS→Push→StackPop→Top→GetTop→printfpath→Ch(2)函数接口规格说明int Judge(int a,int b) //将16种状态通过a,b输入,去掉不允许的6种int GetTop(Path *path,int *m) //出栈int Push(Path *path,int m) //入栈int Top(Path *path ,int *m) //读出栈顶值void Initiate(AdjMGraph *G,int n)//邻接矩阵顶点数为n的邻接矩阵G的建立int DFS(AdjMGraph *G,Path *path,int x,int t) 图G中搜索的起始点为X,从t点开始搜索与x关联的顶点,搜索过的点入栈path。
int printfpath(Path *path) //复制出出栈path中所有值,用FA【】保存void Printf(AdjMGraph *G)//辅助:邻接矩阵输出,用于观察搜索的过程。
数据结构实验-农夫过河问题

农夫过河问题一、实验目的掌握广度优先搜索策略,并用队列求解农夫过河问题二、实验内容问题描述:一农夫带着一只狼,一只羊和一颗白菜,身处河的南岸,他要把这些东西全部运到北岸,遗憾的是他只有一只小船,小船只能容下他和一件物品。
这里只能是农夫来撑船,同时因为狼吃羊、羊吃白菜、所以农夫不能留下羊和狼或羊和白菜在河的一边,而自己离开;好在狼属肉食动物,不吃白菜。
农夫怎么才能把所有的东西安全运过河呢?实验要求如下:(1)设计物品位置的表示方法和安全判断算法;(2)设计队列的存储结构并实现队列的基本操作(建立空队列、判空、入队、出队、取对头元素),也可以使用STL中的队列进行代码的编写;(3)采用广度优先策略设计可行的过河算法;(4)输出要求:按照顺序输出一种可行的过河方案;提示:可以使用STL中的队列进行代码编写。
程序运行结果:二进制表示:1111011011100010101100011001,0000三、农夫过河算法流程⏹Step1:初始状态0000入队⏹Step2:当队列不空且没有到达结束状态1111时,循环以下操作:⏹队头状态出队⏹按照农夫一个人走、农夫分别带上三个物品走,循环以下操作:⏹农夫和物品如果在同一岸,则计算新的状态⏹如果新状态是安全的并且是没有处理过的,则更新path[ ],并将新状态入队⏹当状态为1111时,逆向输出path[ ]数组附录一:STL中队列的使用注:队列,可直接用标准模板库(STL)中的队列。
需要#include<queue>STL中的queue,里面的一些成员函数如下(具体可以查找msdn,搜索queue class):front:Returns a reference to the first element at the front of the queue.pop:Removes an element from the front of the queuepush:Adds an element to the back of the queueempty:Tests if the queue is empty三、实验代码FarmerRiver.H#ifndef FARMERRIVER_H#define FARMERRIVER_Hint FarmerOnRight(int status); //农夫,在北岸返回1,否则返回0int WorfOnRight(int status); //狼int CabbageOnRight(int status); //白菜int GoatOnRight(int status); //羊int IsSafe(int status); //判断状态是否安全,安全返回1,否则返回0void FarmerRiver();#endifSeqQueue.h#ifndef SEQQUEUE_H#define SEQQUEUE_Htypedef int DataType;struct Queue{int Max;int f;int r;DataType *elem;};typedef struct Queue *SeqQueue;SeqQueue SetNullQueue_seq(int m);int IsNullQueue_seq(SeqQueue squeue);void EnQueue_seq(SeqQueue squeue, DataType x);void DeQueue_seq(SeqQueue);DataType FrontQueue_seq(SeqQueue);#endifFarmerRiver.c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include "SeqQueue.h"#include "FarmerRiver.h"int FarmerOnRight(int status) //判断当前状态下农夫是否在北岸{return (0!=(status & 0x08));}int WorfOnRight(int status){return (0!=(status & 0x04));}int CabbageOnRight(int status){return (0!=(status & 0x02));}int GoatOnRight(int status){return (0!=(status & 0x01));}int IsSafe(int status) //判断当前状态是否安全{if ((GoatOnRight(status)==CabbageOnRight(status)) &&(GoatOnRight(status)!=FarmerOnRight(status)))return (0); //羊吃白菜if ((GoatOnRight(status)==WorfOnRight(status)) && (GoatOnRight(status)!=FarmerOnRight(status))) return 0; //狼吃羊return 1; //其他状态是安全的}void FarmerRiver(){int i, movers, nowstatus, newstatus;int status[16]; //用于记录已考虑的状态路径SeqQueue moveTo;moveTo = SetNullQueue_seq(20); //创建空列队EnQueue_seq(moveTo, 0x00); //初始状态时所有物品在北岸,初始状态入队for (i=0; i<16; i++) //数组status初始化为-1{status[i] = -1;}status[0] = 0;//队列非空且没有到达结束状态while (!IsNullQueue_seq(moveTo) && (status[15]==-1)){nowstatus = FrontQueue_seq(moveTo); //取队头DeQueue_seq(moveTo);for (movers=1; movers<=8; movers<<=1)//考虑各种物品在同一侧if ((0!=(nowstatus & 0x08)) == (0!=(nowstatus & movers)))//农夫与移动的物品在同一侧{newstatus = nowstatus ^ (0x08 | movers); //计算新状态//如果新状态是安全的且之前没有出现过if (IsSafe(newstatus)&&(status[newstatus] == -1)){status[newstatus] = nowstatus; //记录新状态EnQueue_seq(moveTo, newstatus); //新状态入队}}}//输出经过的状态路径if (status[15]!=-1){printf("The reverse path is: \n");for (nowstatus=15; nowstatus>=0; nowstatus=status[nowstatus]){printf("The nowstatus is: %d\n", nowstatus);if (nowstatus == 0)return;}}elseprintf("No solution.\n");}Sequeue.c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include "SeqQueue.h"SeqQueue SetNullQueue_seq(int m){SeqQueue squeue;squeue = (SeqQueue)malloc(sizeof(struct Queue));if (squeue==NULL){printf("Alloc failure\n");return NULL;}squeue->elem = (int *)malloc(sizeof(DataType) * m);if (squeue->elem!=NULL){squeue->Max = m;squeue->f = 0;squeue->r = 0;return squeue;}else free(squeue);}int IsNullQueue_seq(SeqQueue squeue){return (squeue->f==squeue->r);}void EnQueue_seq(SeqQueue squeue, DataType x) //入队{if ((squeue->r+1) % squeue->Max==squeue->f) //是否满printf("It is FULL Queue!");else{squeue->elem[squeue->r] = x;squeue->r = (squeue->r+1) % (squeue->Max);}}void DeQueue_seq(SeqQueue squeue) //出队{if (IsNullQueue_seq(squeue))printf("It is empty queue!\n");elsesqueue->f = (squeue->f+1) % (squeue->Max); }DataType FrontQueue_seq(SeqQueue squeue) //求队列元素{if (squeue->f==squeue->r)printf("It is empty queue!\n");elsereturn (squeue->elem[squeue->f]);}main.c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include "FarmerRiver.h"int main(void){FarmerRiver();return 0;}实验结果:四、实验总结。
农夫过河问题(C++编写)

cout<<"\t 农夫使三样东西平安过河方法为:"<<endl<<endl;
Ferry(0);
}
for (i = 0; i < ferryTimes; i++) {
if (a[i][3] == 0) {
cout<<"\t\t\t 载"<<name[b[i]]<<"到对岸"<<endl; } else {
cout<<"\t\t\t 载"<<name[b[i]]<<"回本岸"<<endl; } } cout<<endl; return; } //狼单独和羊在一起以及羊和白菜单独在一起的情况 if (a[ferryTimes][1] != a[ferryTimes][3] && (a[ferryTimes][2] == a[ferryTimes][1] || a[ferryTimes][0] == a[ferryTimes][1])) { return; }
3)、如果上两个条件都不满,则可执行运输的动作,但每次都应考虑,该运 输情况以前是否执行过(即两岸以及船上的东西以及各自位置和以前完全相同),
Python程序设计 第六课-顺序结构 初中生

PART/03 编程实现
1.用Farmer、Wolf、Sheep、Cabbage四个变量分别表示农夫、狼、 羊、白菜 2.每个对象只有两种状态:过河、未过河,分别表示为1,0 3.将每个对象初始状态赋值为0: Farmer=Wolf=Sheep=Cabbage=0 4.如果谁过河,就将该变量置为1;谁返回,就置为0 5.当农夫、狼、羊、白菜都过了河,所有变量为1时,程序结束
PART/03 方案一实现
PART/04 顺序结构程序设计
1.在此游戏中,每个步骤都是依次执行的,各个步骤不能打乱次序, 这就是顺序结构的程序设计。 2.在顺序结构的程序设计中,每条语句按先后顺序分别执行一次,没 有跳过的语句,也没有重复运行的语句。 3.顺序结构是程序设计的基本结构之一。
PART/05 做一做
添加注释
Farmer=Sheep=1 #第一次过河
print(“第一次过河:","Farmer=",Farmer,"Wolf=",Wolf,"Sheep=",Sheep,"Cabbage=",Cabbage)
双引号或单引号
逗号隔开
除了汉字,其他字符均在英文状态下
PART/05 做一做
请大家参考方案一的实现过程,用Python 实现方案二
第6课
顺序结构程序设计——农夫的难题
PART/01 农夫的难题
PART/02 方案一
第一次过河:农夫带羊过河 第二次过河:农夫单独返回 第三次过河:农夫带狼过河 第四次过河:农夫带羊返回 第五次过河:农夫带菜过河 第六次过河:农夫单独返河:农夫带羊过河 第二次过河:农夫单独返回 第三次过河:农夫带菜过河 第四次过河:农夫带羊返回 第五次过河:农夫带狼过河 第六次过河:农夫单独返回 第七次过河:农夫带羊过河
数据结构实验-农夫过河问题

农夫过河问题一、实验目的掌握广度优先搜索策略,并用队列求解农夫过河问题二、实验内容问题描述:一农夫带着一只狼,一只羊和一颗白菜,身处河的南岸,他要把这些东西全部运到北岸,遗憾的是他只有一只小船,小船只能容下他和一件物品。
这里只能是农夫来撑船,同时因为狼吃羊、羊吃白菜、所以农夫不能留下羊和狼或羊和白菜在河的一边,而自己离开;好在狼属肉食动物,不吃白菜。
农夫怎么才能把所有的东西安全运过河呢?实验要求如下:(1)设计物品位置的表示方法和安全判断算法;(2)设计队列的存储结构并实现队列的基本操作(建立空队列、判空、入队、出队、取对头元素),也可以使用STL中的队列进行代码的编写;(3)采用广度优先策略设计可行的过河算法;(4)输出要求:按照顺序输出一种可行的过河方案;提示:可以使用STL中的队列进行代码编写。
程序运行结果:二进制表示:1111011011100010101100011001,0000三、农夫过河算法流程⏹Step1:初始状态0000入队⏹Step2:当队列不空且没有到达结束状态1111时,循环以下操作:⏹队头状态出队⏹按照农夫一个人走、农夫分别带上三个物品走,循环以下操作:⏹农夫和物品如果在同一岸,则计算新的状态⏹如果新状态是安全的并且是没有处理过的,则更新path[ ],并将新状态入队⏹当状态为1111时,逆向输出path[ ]数组附录一:STL中队列的使用注:队列,可直接用标准模板库(STL)中的队列。
需要#include<queue>STL中的queue,里面的一些成员函数如下(具体可以查找msdn,搜索queue class):front:Returns a reference to the first element at the front of the queue.pop:Removes an element from the front of the queuepush:Adds an element to the back of the queueempty:Tests if the queue is empty三、实验代码FarmerRiver.H#ifndef FARMERRIVER_H#define FARMERRIVER_Hint FarmerOnRight(int status); //农夫,在北岸返回1,否则返回0int WorfOnRight(int status); //狼int CabbageOnRight(int status); //白菜int GoatOnRight(int status); //羊int IsSafe(int status); //判断状态是否安全,安全返回1,否则返回0void FarmerRiver();#endifSeqQueue.h#ifndef SEQQUEUE_H#define SEQQUEUE_Htypedef int DataType;struct Queue{int Max;int f;int r;DataType *elem;};typedef struct Queue *SeqQueue;SeqQueue SetNullQueue_seq(int m);int IsNullQueue_seq(SeqQueue squeue);void EnQueue_seq(SeqQueue squeue, DataType x);void DeQueue_seq(SeqQueue);DataType FrontQueue_seq(SeqQueue);#endifFarmerRiver.c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include "SeqQueue.h"#include "FarmerRiver.h"int FarmerOnRight(int status) //判断当前状态下农夫是否在北岸{return (0!=(status & 0x08));}int WorfOnRight(int status){return (0!=(status & 0x04));}int CabbageOnRight(int status){return (0!=(status & 0x02));}int GoatOnRight(int status){return (0!=(status & 0x01));}int IsSafe(int status) //判断当前状态是否安全{if ((GoatOnRight(status)==CabbageOnRight(status)) && (GoatOnRight(status)!=FarmerOnRight(status)))return (0); //羊吃白菜if ((GoatOnRight(status)==WorfOnRight(status)) && (GoatOnRight(status)!=FarmerOnRight(status))) return 0; //狼吃羊return 1; //其他状态是安全的}void FarmerRiver(){int i, movers, nowstatus, newstatus;int status[16]; //用于记录已考虑的状态路径SeqQueue moveTo;moveTo = SetNullQueue_seq(20); //创建空列队EnQueue_seq(moveTo, 0x00); //初始状态时所有物品在北岸,初始状态入队for (i=0; i<16; i++) //数组status初始化为-1{status[i] = -1;}status[0] = 0;//队列非空且没有到达结束状态while (!IsNullQueue_seq(moveTo) && (status[15]==-1)){nowstatus = FrontQueue_seq(moveTo); //取队头DeQueue_seq(moveTo);for (movers=1; movers<=8; movers<<=1)//考虑各种物品在同一侧if ((0!=(nowstatus & 0x08)) == (0!=(nowstatus & movers)))//农夫与移动的物品在同一侧{newstatus = nowstatus ^ (0x08 | movers); //计算新状态//如果新状态是安全的且之前没有出现过if (IsSafe(newstatus)&&(status[newstatus] == -1)){status[newstatus] = nowstatus; //记录新状态EnQueue_seq(moveTo, newstatus); //新状态入队}}}//输出经过的状态路径if (status[15]!=-1){printf("The reverse path is: \n");for (nowstatus=15; nowstatus>=0; nowstatus=status[nowstatus]){printf("The nowstatus is: %d\n", nowstatus);if (nowstatus == 0)return;}}elseprintf("No solution.\n");}Sequeue.c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include "SeqQueue.h"SeqQueue SetNullQueue_seq(int m){SeqQueue squeue;squeue = (SeqQueue)malloc(sizeof(struct Queue));if (squeue==NULL){printf("Alloc failure\n");return NULL;}squeue->elem = (int *)malloc(sizeof(DataType) * m);if (squeue->elem!=NULL){squeue->Max = m;squeue->f = 0;squeue->r = 0;return squeue;}else free(squeue);}int IsNullQueue_seq(SeqQueue squeue){return (squeue->f==squeue->r);}void EnQueue_seq(SeqQueue squeue, DataType x) //入队{if ((squeue->r+1) % squeue->Max==squeue->f) //是否满printf("It is FULL Queue!");else{squeue->elem[squeue->r] = x;squeue->r = (squeue->r+1) % (squeue->Max);}}void DeQueue_seq(SeqQueue squeue) //出队{if (IsNullQueue_seq(squeue))printf("It is empty queue!\n");elsesqueue->f = (squeue->f+1) % (squeue->Max); }DataType FrontQueue_seq(SeqQueue squeue) //求队列元素{if (squeue->f==squeue->r)printf("It is empty queue!\n");elsereturn (squeue->elem[squeue->f]);}main.c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include "FarmerRiver.h"int main(void){FarmerRiver();return 0;}实验结果:四、实验总结。
农夫过河问题

农夫过河问题
一、先分析农夫过河的情景:1.他走到了小桥上,遇见了大象;2.他看见小桥很窄,不能通过大象,于是下来,又看见了小兔子;3.小兔子让他再回去把自己带来的萝卜给小猴子送去;4.他想了想,就决定去找乌龟帮忙。
二、农夫为什么要这样做?我们可以用图中所示的几种方法来解答:(1)如果你是农夫,你会怎么办呢?(2)我们在学习时也常常有这样的问题,面对某个复杂的问题,总是从多角度考虑它,然后得出最佳的解决方案。
比如我们要学好数学,需要同学之间互相讨论交流,取长补短,共同进步。
三、根据刚才提供的信息和已经确立的条件,你认为哪些条件更重要?请写出两点理由并说明原因。
四、结合生活实际谈谈应该怎样正确处理人与人之间的关系。
数据结构课程设计-农夫过河-实验报告.

一、需求分析描述1、针对实现整个过程需要多步,不同步骤中各个事物所处位置不同的情况,可定义一个结构体来实现对四个对象狼、羊、白菜和农夫的表示。
对于起始岸和目的岸,可以用0或者1来表示,以实现在程序设计中的简便性。
2、题目要求给出四种事物的过河步骤,没有对先后顺序进行约束,这就需要给各个事物依次进行编号,然后依次试探,若试探成功,进行下一步试探。
这就需要使用循环或者递归算法,避免随机盲目运算且保证每种情况均试探到。
3、题目要求求出农夫带一只羊,一条狼和一颗白菜过河的办法,所以依次成功返回运算结果后,需要继续运算,直至求出结果,即给出农夫的过河方案。
4、输出界面要求具有每一步中农夫所带对象及每步之后各岸的物体,需要定义不同的数组来分别存储上述内容,并使界面所示方案清晰简洁。
二、系统架构设计1.设计中首先涉及的就是数据类型的定义,首先,定义一个结构体用来存放农夫、狼、羊、白菜的信息。
具体定义为:struct Condition{int farmer;int wolf;int sheep;int cabbage;};定义了一个结构体数组Condition conditions[100],定义状态数组用来记录他们过河的状态0:起始岸;1:目的岸;程序中定义的char action100数组用来存放各个物件以及人过河或返回的说明语句。
2.程序中定义的子函数有:2.1 将狼带到目的岸以及带回起始岸的函数takeWolfOver()和takeWolfBack ();takeWolfOver()函数中将conditions[i+1].wolf=1,白菜、羊的状态不变,同时要有action[i]=" take wolf over."将狼带到目的岸语句;takeWolfBack()函数中将conditions[i+1].wolf=0,白菜、羊的状态不变,同时要有action[i]=" take wolf back."将狼带回起始岸语句。
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农夫过河问题状态图及程序一、问题需求分析一个农夫带着一只狼、一只羊和一棵白菜,身处河的南岸。
他要把这些东西全部运到北岸。
问题是他面前只有一条小船,船小到只能容下他和一件物品,另外只有农夫能撑船。
另外,因为狼能吃羊,而羊爱吃白菜,所以农夫不能留下羊和白菜或者狼和羊单独在河的一边,自己离开。
请问农夫该采取什么方案才能将所有的东西运过河呢?二、算法选择求解这个问题的最简单的方法是一步一步进行试探,每一步都搜索所有可能的选择,对前一步合适的选择再考虑下一步的各种方案。
用计算机实现上述求解的搜索过程可以采用两种不同的策略:一种是广度优先(breadth_first) 搜索,另一种是深度优先(depth_first) 。
广度优先:u 广度优先的含义就是在搜索过程中总是首先搜索下面一步的所有可能状态,然后再进一步考虑更后面的各种情况。
u 要实现广度优先搜索,一般都采用队列作为辅助结构。
把下一步所有可能达到的状态都列举出来,放在这个队列中,然后顺序取出来分别进行处理,处理过程中把再下一步的状态放在队列里……。
u 由于队列的操作遵循先进先出的原则,在这个处理过程中,只有在前一步的所有情况都处理完后,才能开始后面一步各情况的处理。
三、算法的精化要模拟农夫过河问题,首先需要选择一个对问题中每个角色的位置进行描述的方法。
一个很方便的办法是用四位二进制数顺序分别表示农夫、狼、白菜和羊的位置。
例如用0表示农夫或者某东西在河的南岸,1表示在河的北岸。
因此整数5(其二进制表示为0101) 表示农夫和白菜在河的南岸,而狼和羊在北岸。
四、算法的实现完成了上面的准备工作,现在的问题变成:从初始状态二进制0000(全部在河的南岸) 出发,寻找一种全部由安全状态构成的状态序列,它以二进制1111(全部到达河的北岸) 为最终目标,并且在序列中的每一个状态都可以从前一状态通过农夫(可以带一样东西)划船过河的动作到达。
为避免不必要的瞎费功夫,要求在序列中不应该出现重复的状态。
为了实现广度优先搜索,算法中需要使用了一个整数队列moveTo,它的每个元素表示一个可以安全到达的中间状态。
另外还需要一个数据结构记录已被访问过的各个状态,以已被发现的能够到达当前这个状态的路径。
由于在这个问题的解决过程中需要列举的所有状态(二进制0000 ~ 1111)一共16种,所以可以构造一个包含16个元素的整数顺序表来满足以上的要求。
用顺序表的第i个元素记录状态i是否已被访问过,若已被访问过则在这个顺序表元素中记入前驱状态值,算法中把这个顺序表叫做route。
route 的每个分量初始化值均为-1,每当我们在队列中加入一个新状态时,就把顺序表中以该状态作下标的元素的值改为达到这个状态的路径上前一状态的下标值。
route的一个元素具有非负值表示这个状态已访问过,或是正被考虑。
最后我们可以利用route顺序表元素的值建立起正确的状态路径。
五、代码// farmerProblem.c// 用队列解决农夫过河问题#include <stdio.h>#include <stdlib.h>typedef int DataType;//顺序队列:类型和界面函数声明struct SeqQueue{// 顺序队列类型定义int MAXNUM; // 队列中最大元素个数int f, r;DataType *q;};typedef struct SeqQueue *PSeqQueue; // 顺序队列类型的指针类型PSeqQueue createEmptyQueue_seq(int m){//创建一个空队列PSeqQueue queue = (PSeqQueue)malloc(sizeof(struct SeqQueue));if (queue != NULL){queue->q = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) *m); if (queue->q){queue->MAXNUM = m;queue->f = 0;queue->r = 0;return (queue);}elsefree(queue);}printf("Out of space!!\n"); // 存储分配失败return NULL;}int isEmptyQueue_seq(PSeqQueue queue){//判断队列是否为空return (queue->f == queue->r);}void enQueue_seq(PSeqQueue queue, DataType x)// 在队尾插入元素x{if ((queue->r + 1) % queue->MAXNUM == queue->f) printf("Full queue.\n");else{queue->q[queue->r] = x;queue->r = (queue->r + 1) % queue->MAXNUM; }}void deQueue_seq(PSeqQueue queue)// 删除队列头部元素{if (queue->f == queue->r)printf("Empty Queue.\n");elsequeue->f = (queue->f + 1) % queue->MAXNUM; }DataType frontQueue_seq(PSeqQueue queue){if (queue->f == queue->r)printf("Empty Queue.\n");elsereturn (queue->q[queue->f]);}//个体状态判断函数int farmer(int location){//判断农夫的位置return (0 != (location &0x08));}int wolf(int location){//判断狼的位置return (0 != (location &0x04)); }int cabbage(int location){//判断白菜的位置return (0 != (location &0x02)); }int goat(int location){//判断羊的位置return (0 != (location &0x01)); }//安全状态的判断函数int safe(int location){// 若状态安全则返回trueif ((goat(location) == cabbage(location)) &&(goat(location) != farmer(location)))return (0);// 羊吃白菜if ((goat(location) == wolf(location)) && (goat(location) != farmer(location)))return (0);// 狼吃羊return (1); // 其他状态是安全的}main(){int i, movers, location, newlocation;int route[16]; //用于记录已考虑的状态路径PSeqQueue moveTo; //用于记录可以安全到达的中间状态 moveTo = createEmptyQueue_seq(20); //创建空队列enQueue_seq(moveTo, 0x00); //初始状态进队列for (i = 0; i < 16; i++)route[i] = - 1;//准备数组route初值route[0] = 0;while (!isEmptyQueue_seq(moveTo) && (route[15] == - 1)) {location = frontQueue_seq(moveTo); //取队头状态为当前状态deQueue_seq(moveTo);for (movers = 1; movers <= 8; movers <<= 1)//考虑各种物品移动if ((0 != (location &0x08)) == (0 != (location&movers)))//农夫与移动的物品在同一侧{newlocation = location ^ (0x08 | movers); //计算新状态 if (safe(newlocation) && (route[newlocation] == - 1)) //新状态安全且未处理{route[newlocation] = location; //记录新状态的前驱 enQueue_seq(moveTo, newlocation); //新状态入队 }}}// 打印出路径if (route[15] != - 1)//到达最终状态{printf("The reverse path is : \n");for (location = 15; location >= 0; location =route[location]){printf("The location is : %d\n", location);if (location == 0)exit(0);}}elseprintf("No solution.\n");//问题无解}六、测试结果输出按相反的变化方向输出的,真实的情况应该是从0、9、……、15变化的。
七、总结和体会这个还有很大的改进空间,首先是人性化方面的设计,这个最终的输出结果是用10进制的,而我们需要知道的应该是二进制的结果,所以应该直接把结果输出为二进制,还要按开始到最终状态的排序输出。
还有一种更为人性化的设计,就是把对应的每个二进制代码代表的含义直接用中文表示出来,这样的结果更直观,方便用户使用。
例如:0000时,输出:所有的物品都在南岸。
后面的一个状态是9(1001),输出:农夫和羊到了北岸。
通过这个的学习,很受启发,明白了如何用计算机解决实际生活中的问题。
刚开始接到这个题目时,感觉到相当困难,因为这种题以前是考验我们的IQ用的,现在没想到要用计算机来解决,而且计算机又没有思想,怎样让它想问题,实现我们需要的功能。
原来,可以把实际的问题转变为数学模型,通过计算机超强悍的循环功能和强大的数据处理能力,把所有可能的结果都算出来,然后用约束项来对这些结果进行筛选,然后把结果用数学格式来输出,让问题得以求解。