猎人过河分支限界法C语言

以下是使用C语言实现猎人过河问题的分支限界法的伪代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define MAX 100 // 状态空间树的最大节点数

typedef struct node {
    int side[2][3]; // side[0]表示左岸，side[1]表示右岸，0表示猎人，1表示狗，2表示兔子
    int boat; // 船的位置，0表示左岸，1表示右岸
    int depth; // 节点的深度
    int f; // 优先级，即启发函数的值
} Node;

typedef struct queue {
    Node data[MAX];
    int front, rear;
} Queue;

void init(Queue *q) { // 初始化队列
    q->front = q->rear = 0;
}

int is_empty(Queue *q) { // 判断队列是否为空
    return q->front == q->rear;
}

int is_full(Queue *q) { // 判断队列是否已满
    return (q->rear + 1) % MAX == q->front;
}

void enqueue(Queue *q, Node n) { // 入队
    if (is_full(q)) {
        printf("Queue is full.\n");
        return;
    }
    q->data[q->rear] = n;
    q->rear = (q->rear + 1) % MAX;
}

Node dequeue(Queue *q) { // 出队
    Node n;
    if (is_empty(q)) {
        printf("Queue is empty.\n");
        return n;
    }
    n = q->data[q->front];
    q->front = (q->front + 1) % MAX;
    return n;
}

int is_goal(Node n) { // 判断是否到达目标状态
    return n.side[0][0] == 0 && n.side[0][1] == 0 && n.side[0][2] == 0;
}

int is_valid(Node n) { // 判断状态是否合法
    if (n.side[0][1] == n.side[0][2] && n.side[0][1] != n.side[0][0]) return 0; // 狗吃兔子
    if (n.side[1][1] == n.side[1][2] && n.side[1][1] != n.side[1][0]) return 0; // 狗离开猎人回家
    return 1;
}

int heuristic(Node n) { // 启发函数，估计当前状态到达目标状态的代价
    int cost = 0;
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        if (n.side[0][i] == 1) cost++; // 左岸狗和兔子的数量
        if (n.side[1][i] == 1) cost++; // 右岸狗和兔子的数量
    }
    return cost;
}

void print(Node n) { // 打印状态
    printf("%c %c %c %c\n", n.side[0][0] ? 'H' : '_', n.side[0][1] ? 'D' : '_', n.side[0][2] ? 'R' : '_', n.boat ? '>' : '<');
    printf("%c %c %c\n", n.side[1][0] ? 'H' : '_', n.side[1][1] ? 'D' : '_', n.side[1][2] ? 'R' : '_');
    printf("Depth: %d\n", n.depth);
    printf("f: %d\n", n.f);
}

void expand(Node n, Queue *q) { // 扩展当前状态，生成子节点
    Node child;
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        if (n.side[n.boat][i] == 0) continue; // 物品不在船上
        child = n;
        child.side[n.boat][i] = 0; // 物品从船上下来
        child.side[1 - n.boat][i] = 1; // 物品到达对岸
        child.boat = 1 - n.boat; // 船到达对岸
        child.depth = n.depth + 1; // 子节点深度加一
        if (is_valid(child)) { // 如果子状态合法
            child.f = child.depth + heuristic(child); // 计算优先级
            enqueue(q, child); // 入队
        }
    }
}

void search(Node initial) { // 分支限界法搜索
    Queue q;
    Node n, child;
    init(&q);
    enqueue(&q, initial);
    while (!is_empty(&q)) {
        n = dequeue(&q);
        if (is_goal(n)) {
            printf("Goal reached:\n");
            print(n);
            return;
        }
        expand(n, &q);
    }
    printf("Goal not found.\n");
}

int main() {
    Node initial = { { { 1, 1, 1 }, { 0, 0, 0 } }, 0, 0, heuristic(initial) };
    search(initial);
    return 0;
}

以上是使用C语言实现猎人过河问题的分支限界法的伪代码，其中包含队列的实现、状态的表示、启发函数的计算、状态扩展和搜索等部分。可以根据实际情况进行调整和修改。