一个猎人带着一只狼、一头羊和一筐青菜欲乘一独木舟渡河,因独木舟太小,猎人一次至多只能带狼、羊或青菜之一渡河,但当与猎人不在河的同一边时,狼会吃掉羊、羊会吃掉青菜。试设计一个算法,帮猎人寻找一种渡河的次序让其不受损失地将狼、羊和青菜带过河去?用Java语言实现上述代码
时间: 2024-02-05 16:02:58 浏览: 23
这是一个经典的河岸问题,可以使用深度优先搜索(DFS)算法来解决。
代码如下:
```
import java.util.*;
public class RiverCrossingProblem {
static final int WOLF = 1;
static final int SHEEP = 2;
static final int VEGETABLES = 3;
static final int EMPTY = 0;
static final int LEFT = 0;
static final int RIGHT = 1;
static final int[][] STATE = { { 0, 0, 0 }, { WOLF, SHEEP, VEGETABLES } };
static boolean isValid(int[] state) {
if (state[WOLF] == state[SHEEP] && state[WOLF] != state[EMPTY])
return false;
if (state[SHEEP] == state[VEGETABLES] && state[SHEEP] != state[EMPTY])
return false;
return true;
}
static boolean isFinalState(int[] state) {
return Arrays.equals(state, STATE[1]);
}
static void dfs(int[] state, int side, List<String> solution) {
if (!isValid(state))
return;
if (isFinalState(state))
return;
int[] newState = new int[state.length];
for (int i = 0; i < state.length; i++) {
if (state[i] == side) {
newState = Arrays.copyOf(state, state.length);
newState[i] = 1 - side;
String action = "";
switch (i) {
case WOLF:
action = "wolf";
break;
case SHEEP:
action = "sheep";
break;
case VEGETABLES:
action = "vegetables";
break;
}
solution.add(action + " -> " + (side == LEFT ? "right" : "left"));
dfs(newState, 1 - side, solution);
if (isFinalState(newState))
return;
solution.remove(solution.size() - 1);
}
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] state = { WOLF, SHEEP, VEGETABLES, 1 };
List<String> solution = new ArrayList<>();
dfs(state, 1, solution);
for (String step : solution) {
System.out.println(step);
}
}
}
```
代码的主要思路是通过深度优先搜索(DFS)算法找到一种渡河的次序,使得猎人不受损失地将狼、羊和青菜带过河去。
首先,定义了四个常量:WOLF、SHEEP、VEGETABLES和EMPTY,代表狼、羊、青菜和空船。然后,定义了两个常量:LEFT和RIGHT,代表左岸和右岸。
接下来,定义了isValid()方法,用于检查给定状态是否有效。如果狼和羊在同一边,但船上没有人,或者羊和青菜在同一边,但船上没有人,则状态无效。如果状态有效,则返回true,否则返回false。
然后,定义了isFinalState()方法,用于检查给定状态是否为最终状态。如果状态等于STATE数组中的第二个元素,则为最终状态,返回true,否则返回false。
然后,定义了dfs()方法,用于执行深度优先搜索。该方法接受三个参数:当前状态、当前岸的编号(LEFT或RIGHT)和一个List<String>类型的solution,用于存储解决方案。如果当前状态无效,则返回。如果当前状态为最终状态,则返回。否则,遍历当前状态中所有在当前岸的物品,尝试将其带到对岸,并递归调用dfs()方法。如果递归调用返回最终状态,则返回。否则,将上一步的操作从解决方案中删除。
最后,main()方法执行深度优先搜索,并打印出所有的步骤。
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