用C++编程,使用深度优先算法解决农夫过河问题

时间: 2024-05-13 14:17:03 浏览: 39
CPP

农夫过河C++

好的,以下是使用深度优先算法解决农夫过河问题的C++程序: ```c++ #include <iostream> #include <vector> using namespace std; const int LEFT = 0; const int RIGHT = 1; const int FARMER = 0; const int WOLF = 1; const int GOAT = 2; const int CABBAGE = 3; bool visited[2][2][2][2]; // 记录状态是否被访问过 struct State { int pos[4]; // pos[0]表示农夫所在的岸,pos[1]表示狼所在的岸,pos[2]表示山羊所在的岸,pos[3]表示白菜所在的岸 int step; // 当前状态的步数 vector<int> path; // 记录到达当前状态的路径 }; bool is_valid(int *pos) { // 判断当前状态是否合法 // 如果狼和山羊在一起,且农夫不在场,返回false if (pos[WOLF] == pos[GOAT] && pos[FARMER] != pos[WOLF]) { return false; } // 如果山羊和白菜在一起,且农夫不在场,返回false if (pos[GOAT] == pos[CABBAGE] && pos[FARMER] != pos[GOAT]) { return false; } return true; } void dfs(State cur, State &goal) { if (cur.pos[FARMER] == RIGHT && cur.pos[WOLF] == RIGHT && cur.pos[GOAT] == RIGHT && cur.pos[CABBAGE] == RIGHT) { // 到达目标状态 goal = cur; return; } visited[cur.pos[FARMER]][cur.pos[WOLF]][cur.pos[GOAT]][cur.pos[CABBAGE]] = true; // 标记当前状态为已访问 // 枚举农夫可以带的物品 for (int i = 0; i < 4; i++) { if (cur.pos[i] == cur.pos[FARMER]) { // 当前物品和农夫在同一侧 State next = cur; next.pos[i] = (next.pos[i] == LEFT ? RIGHT : LEFT); // 移动物品到对岸 next.pos[FARMER] = (next.pos[FARMER] == LEFT ? RIGHT : LEFT); // 农夫也要过河 if (is_valid(next.pos) && !visited[next.pos[FARMER]][next.pos[WOLF]][next.pos[GOAT]][next.pos[CABBAGE]]) { // 如果状态合法且未被访问过 next.step++; next.path.push_back(i); dfs(next, goal); // 继续搜索 next.path.pop_back(); // 恢复现场 } } } } int main() { State start, goal; start.pos[FARMER] = start.pos[WOLF] = start.pos[GOAT] = start.pos[CABBAGE] = LEFT; // 初始状态 start.step = 0; dfs(start, goal); // 搜索 cout << "步数:" << goal.step << endl; cout << "移动顺序:"; for (int i = 0; i < goal.path.size(); i++) { if (goal.path[i] == FARMER) { cout << "农夫"; } else if (goal.path[i] == WOLF) { cout << "狼"; } else if (goal.path[i] == GOAT) { cout << "山羊"; } else if (goal.path[i] == CABBAGE) { cout << "白菜"; } cout << "->"; } cout << endl; return 0; } ``` 程序中使用了结构体`State`来表示状态,其中`pos`数组表示当前物品所在的岸,`step`表示到达当前状态的步数,`path`保存到达当前状态的路径。`visited`数组用来记录状态是否被访问过。 `is_valid`函数用来判断当前状态是否合法,即狼和山羊、山羊和白菜不可以在同一侧。 在`dfs`函数中,首先判断是否到达了目标状态,如果是则直接返回;否则枚举农夫可以带的物品,如果当前物品和农夫在同一侧,则将物品移动到对岸,并将农夫也移动到对岸,然后判断新状态是否合法且未被访问过,如果是则继续搜索。搜索完成后,输出最短步数和移动顺序即可。 注意,在搜索过程中需要注意恢复现场,即将已经移动的物品和农夫移回原来的岸上。
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