ACM--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

#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<queue>
using namespace std;

struct Node
{
    int a,b,c;
    int step;
    Node()
    {
        step=0;
    }
};
int Max[3];//刚开始水杯中最大的容量
int Cur[3];//水杯中目前的状态
int End[3];//最终水杯要到达的状态
int step;
bool b[100][100][100]= {0};

void pourWater(int i, int j)//i往j倒水
{
    if(Cur[i]==0||Cur[j]==Max[j])//如果i中没有水或者杯子已经满了
        return;
    if(Cur[i]>Max[j]-Cur[j])//如果i中水倒不完
    {
        Cur[i]=Cur[i]-(Max[j]-Cur[j]);
        Cur[j]=Max[j];
    }
    else//如果i中水不够到
    {
        Cur[j]=Cur[i]+Cur[j];
        Cur[i]=0;
    }
}

//广度优先搜索主要思想：
//刚开始的水杯中水的状态记为node，把node加入到队列中
//从这个状态开始，有6中倒水状态，分别给初始状态进行倒水，
//把符合条件的倒水后的水杯中水的状态加入到队列中，
//直到找到最后需要的状态。
void bfs()
{
    queue<Node> q;
    Node node,cur;
    step=-1;
    node.a=Max[0];
    node.b=0;
    node.c=0;
    q.push(node);
    b[node.a][node.b][node.c]=1;
    while(!q.empty())
    {
        node = cur = q.front();
        q.pop();
        Cur[0]=cur.a;
        Cur[1]=cur.b;
        Cur[2]=cur.c;

        if(Cur[0]==End[0]&&Cur[1]==End[1]&&Cur[2]==End[2])
        {
            step=cur.step;
            break;
        }
        for(int i=0; i<3; i++)
        {
            for(int j=0; j<3; j++)
            {
                if(i!=j&&Cur[i]!=0&&Cur[j]!=Max[j])
                {
                    pourWater(i,j);
                    if(!b[Cur[0]][Cur[1]][Cur[2]])
                    {
                        b[Cur[0]][Cur[1]][Cur[2]]=true;
                        cur.a=Cur[0],cur.b=Cur[1],cur.c=Cur[2];
                        cur.step++;
                        q.push(cur);
                    }
                    cur=node;
                    Cur[0]=cur.a;
                    Cur[1]=cur.b;
                    Cur[2]=cur.c;
                }
            }
        }
    }
}
int main()
{
    int m;
    cin >> m;
    while(m--)
    {
        memset(b,0,sizeof(b));
        memset(Cur,0,sizeof(Cur));
        memset(End,0,sizeof(End));
        cin >> Max[0] >> Max[1] >> Max[2];
        cin >> End[0] >> End[1] >> End[2];
        Cur[0]=Max[0];
        bfs();
        cout << step << endl;
    }
}