NYoj21 三个水杯

三个水杯

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难度： 4

描述

给出三个水杯，大小不一，并且只有最大的水杯的水是装满的，其余两个为空杯子。三个水杯之间相互倒水，并且水杯没有标识，只能根据给出的水杯体积来计算。现在要求你写出一个程序，使其输出使初始状态到达目标状态的最少次数。

输入

第一行一个整数N(0<N<50)表示N组测试数据
接下来每组测试数据有两行，第一行给出三个整数V1 V2 V3 (V1>V2>V3 V1<100 V3>0)表示三个水杯的体积。
第二行给出三个整数E1 E2 E3 （体积小于等于相应水杯体积）表示我们需要的最终状态

输出

每行输出相应测试数据最少的倒水次数。如果达不到目标状态输出-1

样例输入

2
6 3 1
4 1 1
9 3 2
7 1 1

样例输出

3
-1

参考:http://blog.youkuaiyun.com/code_pang/article/details/7802944   

以下图是参考博文中的图！受益匪浅，谢谢！

三个水杯之间的相互倒水如下图6种情况：

对于每一次倒水都会引起三个水杯水量状态的改变，这样就可以得到如下的一个解空间树：

解题思路：三个水杯每个往其他俩个里倒水，一共有6种情况。利用广搜（队列）逐个入队，并且将倒的次数累加，如果有符合最终状态直接输出结构体中对应的次数，否则出队继续寻找，直到队列为空，如果还没有找到，返回-1，表示达不到。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
typedef struct{
    int cap[3];
    int step;
}node;
int start[3],end[3];
int visit[105][105][105];

int bfs()
{
    int i,j;
    if(end[0] == start[0] && end[1] == 0 && end[2] == 0)
        return 0;//这种情况直接返回
    memset(visit,0,sizeof(visit));//置零用于标记未访问过
    int front=0,rear=0;
    node queue[300];
    queue[rear].cap[0] = start[0];
    queue[rear].cap[1] = 0;
    queue[rear].cap[2] = 0;//入队
    queue[rear].step = 0;
    visit[queue[rear].cap[0]][0][0] = 1;//标记已访问
    rear++;//队尾自增一，指向队尾
    while(front!=rear)//判断队列是否为空
    {
        for(i=0;i<3;i++)//一共有6种情况
        {
            for(j=0;j<3;j++)
            {
                if(i == j)
                   continue;//不能往同一个杯子倒
                if(queue[front].cap[i]>0 && queue[front].cap[j] < start[j])//是否有水
                {
                    int temp = ((start[j] - queue[front].cap[j]) < queue[front].cap[i])?(start[j] - queue[front].cap[j]):queue[front].cap[i];//取小值倒入
                    queue[rear].cap[j] = queue[front].cap[j] + temp;//倒入增加的水
                    queue[rear].cap[i] = queue[front].cap[i] - temp;//倒出减去的水
                    queue[rear].cap[3-i-j] = queue[front].cap[3-i-j];//第三只杯子不变
                    if(!visit[queue[rear].cap[0]][queue[rear].cap[1]][queue[rear].cap[2]])//是否访问过 ps:这里必须对应0，1，2
                    {
                        visit[queue[rear].cap[0]][queue[rear].cap[1]][queue[rear].cap[2]] = 1;//标记已访问 <span style="font-family: Tahoma, Arial, sans-serif, simsun;">ps:这里必须对应0，1，2</span>
                        queue[rear].step = queue[front].step + 1;//在上次的基础上增加一次
                        if(queue[rear].cap[0] == end[0] && queue[rear].cap[1] == end[1] && (queue[rear].cap[2]) == end[2])
                           return queue[rear].step;//判断如果符合直接返回计数值即可
                        rear++;//入队
                    }
                }
            }
        }

       /* if(queue[front].cap[0] == end[0] && queue[front].cap[1] == end[1] && (queue[front].cap[2]) == end[2])
            return queue[front].step;//判断如果符合直接返回计数值即可*/
        front++;//出队
    }
return -1;//没有符合返回-1
}
int main()
{
    int n;
    scanf("%d",&n);
    while(n--)
    {
        scanf("%d%d%d%d%d%d",&start[0],&start[1],&start[2],&end[0],&end[1],&end[2]);
        if(start[0] < end[0]+end[1]+end[2])
            printf("-1\n");
        else
           printf("%d\n",bfs());
    }
    return 0;
}