羊、狼、农夫过河 JAVA

时间: 2023-07-03 20:14:42 浏览: 118
JAVA

Java语言解决农夫过河问题

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好的,这是一个经典的问题,我们可以采用深度优先搜索算法来解决。 首先,我们需要定义状态。状态包括河的两岸,以及现在河的哪一边。我们可以用一个三元组表示状态:(a,b,c),其中a、b、c分别表示左岸的狼、羊、菜是否存在,true表示存在,false表示不存在;c表示农夫当前在哪一边,false表示在左岸,true表示在右岸。 接下来,我们需要定义搜索过程。我们从初始状态开始,每次选择一个合法的动作,然后转移到下一个状态。直到找到一种合法的解法或者无解为止。 动作包括:农夫自己过河,农夫带一只动物过河,农夫带两只动物过河,农夫带三只动物过河。注意,如果农夫不在岸的一侧,他不能带动物过河。 在转移状态时,需要注意以下几点: 1. 如果农夫带狼和羊过河,狼会吃掉羊,因此这种情况是不合法的。 2. 如果农夫带羊和菜过河,羊会吃掉菜,因此这种情况也是不合法的。 3. 如果已经访问过某个状态,就不需要再次访问,否则会出现死循环。 最后,我们需要输出一组合法的解法。在每次转移状态时,我们可以记录下当前的路径,当找到一组合法解法时,就可以输出路径了。 以下是Java的代码实现: ```java import java.util.HashSet; import java.util.LinkedList; import java.util.Queue; import java.util.Set; public class WolfSheepCabbage { private static class State { boolean wolf; boolean sheep; boolean cabbage; boolean farmer; public State(boolean wolf, boolean sheep, boolean cabbage, boolean farmer) { this.wolf = wolf; this.sheep = sheep; this.cabbage = cabbage; this.farmer = farmer; } public boolean isValid() { if (wolf && sheep && !farmer) return false; if (sheep && cabbage && !farmer) return false; return true; } public boolean isFinalState() { return !wolf && !sheep && !cabbage && farmer; } public String toString() { StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append(wolf ? 'W' : '-'); sb.append(sheep ? 'S' : '-'); sb.append(cabbage ? 'C' : '-'); sb.append(farmer ? 'F' : '-'); return sb.toString(); } public boolean equals(Object obj) { if (obj == this) return true; if (!(obj instanceof State)) return false; State other = (State) obj; return wolf == other.wolf && sheep == other.sheep && cabbage == other.cabbage && farmer == other.farmer; } public int hashCode() { return (wolf ? 1 : 0) | (sheep ? 2 : 0) | (cabbage ? 4 : 0) | (farmer ? 8 : 0); } } private static void search() { Set<State> visited = new HashSet<>(); Queue<State> queue = new LinkedList<>(); State start = new State(true, true, true, false); queue.offer(start); visited.add(start); while (!queue.isEmpty()) { State current = queue.poll(); if (current.isFinalState()) { System.out.println("Solution found:"); State s = current; while (s != null) { System.out.println(s); s = parents.get(s); } return; } if (current.farmer) { tryMove(current, new State(false, current.sheep, current.cabbage, false), visited, queue); tryMove(current, new State(current.wolf, false, current.cabbage, false), visited, queue); tryMove(current, new State(current.wolf, current.sheep, false, false), visited, queue); tryMove(current, new State(false, false, current.cabbage, false), visited, queue); tryMove(current, new State(false, current.sheep, false, false), visited, queue); tryMove(current, new State(current.wolf, false, false, false), visited, queue); } else { tryMove(current, new State(true, current.sheep, current.cabbage, true), visited, queue); tryMove(current, new State(current.wolf, true, current.cabbage, true), visited, queue); tryMove(current, new State(current.wolf, current.sheep, true, true), visited, queue); tryMove(current, new State(true, true, current.cabbage, true), visited, queue); tryMove(current, new State(true, current.sheep, true, true), visited, queue); tryMove(current, new State(current.wolf, true, true, true), visited, queue); } } System.out.println("No solution found!"); } private static void tryMove(State current, State next, Set<State> visited, Queue<State> queue) { if (next.isValid() && visited.add(next)) { parents.put(next, current); queue.offer(next); } } private static final java.util.Map<State, State> parents = new java.util.HashMap<>(); public static void main(String[] args) { search(); } } ```
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