羊、狼、农夫过河 JAVA
时间: 2023-07-03 20:14:42 浏览: 118
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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