农夫过河问题数据结构c++
时间: 2023-10-04 13:10:31 浏览: 93
农夫过河问题可以使用图或状态空间搜索来解决。下面是使用状态空间搜索的方法:
1. 定义问题的状态:农夫、狼、羊和菜的位置。可以使用一个结构体或数组来表示状态。
```c
typedef struct {
int farmer; // 农夫的位置,0表示左岸,1表示右岸
int wolf; // 狼的位置,0表示左岸,1表示右岸
int sheep; // 羊的位置,0表示左岸,1表示右岸
int cabbage; // 菜的位置,0表示左岸,1表示右岸
} State;
```
2. 实现状态的合法性检查函数。根据问题的规则,只有在农夫和狼、羊、菜在同一岸时才是合法的状态。
```c
int is_valid_state(State state) {
if ((state.wolf == state.sheep && state.farmer != state.wolf) ||
(state.sheep == state.cabbage && state.farmer != state.sheep)) {
return 0; // 非法状态
}
return 1; // 合法状态
}
```
3. 实现状态转移函数。根据问题的规则,农夫可以选择带一个物品过河或者不带任何物品过河。需要注意不合法状态的处理。
```c
State move(State state, int item) {
State new_state = state;
new_state.farmer = 1 - new_state.farmer; // 农夫过河
if (item == 1) {
new_state.wolf = 1 - new_state.wolf; // 狼过河
} else if (item == 2) {
new_state.sheep = 1 - new_state.sheep; // 羊过河
} else if (item == 3) {
new_state.cabbage = 1 - new_state.cabbage; // 菜过河
}
if (!is_valid_state(new_state)) {
new_state.farmer = state.farmer; // 恢复原状态
return new_state;
}
return new_state;
}
```
4. 实现状态空间搜索函数。使用广度优先搜索或深度优先搜索遍历状态空间,直到找到解或遍历完所有可能的状态。
```c
void search() {
State initial_state = {0,0, 0, 0}; // 初始状态,农夫、狼、羊和菜都在左岸
queue<State> q;
q.push(initial_state);
while (!q.empty()) {
State current_state = q.front();
q.pop();
// 检查是否达到目标状态
if (current_state.farmer == 1 && current_state.wolf == 1 &&
current_state.sheep == 1 && current_state.cabbage == 1) {
// 找到解
// 输出解的路径或其他处理
return;
}
// 生成下一个可能的合法状态并加入队列
for (int i = 0; i < 4; i++) {
State next_state = move(current_state, i);
// 检查是否已经访问过该状态
// 如果没有访问过,则将状态加入队列并标记为已访问
}
}
// 没有找到解
// 输出无解或其他处理
}
```