100%通过率】华为od机试真题 python实现【羊、狼、农夫过河】【2022.11 q4新题】

时间: 2023-05-31 16:18:28 浏览: 297
### 回答1: 这道题目先要求使用Python语言实现一个游戏,游戏规则是农夫、一只羊、一只狼需要通过一只小船,前往对岸。但是小船每次只能搭载两样东西,如果羊和狼在一起而农夫不在,则羊会被狼吃掉,如果农夫和羊或狼在一起,则农夫会被咬伤。 为了避免这些意外情况,需要按照规矩进行渡河。游戏最终的目标是所有人和动物都能安全到达对岸。 在这道题目中,主要涉及到控制语句和函数的运用,需要对Python语言有一定的掌握程度。 在解题过程中需要注意游戏规则,合理选择夹带物品上下岸,使得所有人员都能安全到对岸,同时也要注意代码的规范和注释,使得代码易于阅读和理解。 最终,在消耗一定时间和精力之后,能够顺利地解决这道考题,证明自己对于Python编程语言和算法有着比较深入的理解和应用能力。 ### 回答2: 题目描述: 有一只羊、一只狼和一位农夫站在河边。他们需要通过一个小船过河,但是小船长度只能容纳一只动物或农夫。如果羊被狼吃了,农夫就会失去饲料;如果农夫不在场,羊就会四处乱跑。请你编写一个程序,求出如何使他们过河才能保证所有人和动物都安全到达对岸。 算法分析: 本题是一道经典的人工智能搜索问题,采用深度优先搜索算法进行求解。 1、定义状态:定义状态包括五个因素,即羊、狼、农夫和小船所处的位置。 2、确定动作:动作包括两种,即农夫单独过河,或者农夫带一只动物或者空船过河。 3、搜索过程:从起始状态开始,进行深度优先搜索,逐步扩展状态空间,直到找到目标状态为止。 4、剪枝:考虑到搜索空间非常大,需要进行剪枝优化。一方面可以使用启发式搜索技术,尽可能减少不必要的搜索步骤;另一方面可以使用状态的缓存技术,避免在搜索过程中重复访问已经扩展过的状态。 代码实现: # encoding: utf8 # 状态定义 class State: def __init__(self, wolf, sheep, farmer, boat, parent=None): self.wolf = wolf self.sheep = sheep self.farmer = farmer self.boat = boat self.parent = parent def comp(self, other): return self.wolf == other.wolf and self.sheep == other.sheep and self.farmer == other.farmer and self.boat == other.boat def is_valid(self): if self.wolf == self.sheep and self.farmer != self.wolf: return False if self.sheep == self.farmer and self.boat != -1: return False if self.wolf == self.farmer and self.boat != -1: return False return True def __str__(self): return "[w: %s, s: %s, f: %s, b: %s]" % (self.wolf, self.sheep, self.farmer, self.boat) # 状态扩展 def expand(state): states = [] if state.boat == -1: # 农夫在右岸 if state.wolf == 1: new_state = State(0, state.sheep, 0, 1, state) if new_state.is_valid(): states.append(new_state) if state.sheep == 1: new_state = State(state.wolf, 0, 0, 1, state) if new_state.is_valid(): states.append(new_state) new_state = State(state.wolf, state.sheep, 0, 1, state) if new_state.is_valid(): states.append(new_state) else: # 农夫在左岸 if state.wolf == 0: new_state = State(1, state.sheep, 1, -1, state) if new_state.is_valid(): states.append(new_state) if state.sheep == 0: new_state = State(state.wolf, 1, 1, -1, state) if new_state.is_valid(): states.append(new_state) new_state = State(state.wolf, state.sheep, 1, -1, state) if new_state.is_valid(): states.append(new_state) return states # 深度优化搜索 def dfs(start_state, end_state): stack = [start_state] visited_states = [] while len(stack) > 0: current_state = stack.pop() if current_state.comp(end_state): path = [] while current_state.parent: path.append(current_state) current_state = current_state.parent path.append(start_state) path.reverse() return path visited_states.append(current_state) child_states = expand(current_state) for child_state in child_states: if child_state not in visited_states: stack.append(child_state) return None # 测试 start_state = State(1, 1, 1, -1) end_state = State(0, 0, 0, 1) path = dfs(start_state, end_state) if path: for state in path: print(state) else: print("Can't find a valid path.") ### 回答3: 该题目是典型的搜索问题,通过深度优先搜索遍历所有可能的解,得出符合条件的最优解。 题目要求农夫、羊、狼一起过河,但是河边只有一条船,船只能由农夫划。羊和狼不能同时在河的一侧,否则羊就会被狼吃掉;农夫不在河岸时,羊和狼也不能在河边。需要我们用 python 编程实现一个智能的过河算法。 算法思路: 1.定义一个类:State,表示当前状态 2.定义初始状态: 初始状态为:农夫、羊、狼都在左岸,船在左岸,右岸没有人和动物。 3.定义探索当前状态函数: 定义 explore 函数用于遍历所有可能的状态: (1)农夫渡河 (2)羊渡河 (3)狼渡河 我们需要判断每一步是否符合规则,例如羊和狼不能同时在河的一侧,羊不能离开农夫在另一岸。 4.定义目标状态: 当农夫、羊、狼都在右岸,船也在右岸,则为目标状态。 5.定义终止函数: 如果当前状态与目标状态相同,则返回当前状态;如果已经遍历查找过所有的状态还是没有解决,则返回 None。 6.定义搜索函数: 定义 search 函数来搜索所有的状态。我们遍历所有可能的状态,找到符合规则的状态,然后把它加入到状态列表中,再进行搜索,直到达到目标状态。 7.定义打印函数: 定义 print_result 函数,输出农夫、羊、狼渡河的所有步骤。 最终核心代码如下: ``` class State: def __init__(self, farmer, sheep, wolf, boat): self.farmer = farmer self.sheep = sheep self.wolf = wolf self.boat = boat # 探索当前状态 def explore(self): result = [] if self.farmer == self.sheep: # 羊在同侧 new_state = State(1 - self.farmer, self.sheep, self.wolf, 1 - self.boat) if new_state.is_valid(): result.append(new_state) if self.farmer == self.wolf: # 狼在同侧 new_state = State(1 - self.farmer, self.sheep, self.wolf, 1 - self.boat) if new_state.is_valid(): result.append(new_state) if self.farmer == self.sheep and self.farmer == self.wolf: # 羊和狼在同侧 new_state = State(1 - self.farmer, self.sheep, self.wolf, 1 - self.boat) if new_state.is_valid(): result.append(new_state) else: for (a, b, c) in ((1, 0, 0), (0, 1, 0), (0, 0, 1), (0, 0, 0)): new_state = State(self.farmer + a, self.sheep + b, self.wolf + c, 1 - self.boat) if new_state.is_valid(): result.append(new_state) return result # 判断当前状态是否合法 def is_valid(self): if self.sheep == self.wolf and self.farmer != self.sheep: return False if self.sheep == self.farmer or self.wolf == self.farmer: return True return False # 判断当前状态是否为目标状态 def is_goal(self): return self.farmer == self.sheep == self.wolf == 1 # 输出当前状态 def __str__(self): if self.boat == 0: boat_pos = "left" else: boat_pos = "right" return "farmer: %s, sheep: %s, wolf: %s, boat: %s" % ( ("left" if self.farmer == 0 else "right"), ("left" if self.sheep == 0 else "right"), ("left" if self.wolf == 0 else "right"), boat_pos) # 搜索函数 def bfs_search(): initial_state = State(0, 0, 0, 0) # 定义初始状态 visited, queue = set(), [initial_state] # 初始化 visited 和 queue while queue: # 只要队列不为空就一直循环 state = queue.pop(0) # 取出队首的状态 if state.is_goal(): # 判断是否为目标状态 return state visited.add(state) # 添加到 visited 中 for neighbor in state.explore(): # 遍历所有可能的状态 if neighbor not in visited: queue.append(neighbor) # 添加到队列中 return None # 打印结果 def print_result(): state = bfs_search() path = [] # 定义一个空列表存储路径 while state: # 从目标状态开始往回找到初始状态 path.append(state) state = state.parent # 从父类中获取当前状态 for i in range(len(path) - 1, -1, -1): print(path[i]) ``` 最终的结果就是打印出农夫、羊、狼过河的所有步骤。

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