蘑菇街春招 - 编程题第二题 - 隐式图搜索 - 四个水杯_走到杯子旁边的编程代码-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/tcm_zhangpeng/article/details/51030438

本文介绍了一个经典的倒水问题求解算法，利用广度优先搜索(BFS)策略寻找从初始状态到目标状态的最少步骤。通过定义状态转移矩阵和使用队列实现状态遍历，解决了四个不同容量水杯如何通过相互倒水达到特定状态的问题。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
struct CUP
{
    int x, y;//x表示当前杯子内水的体积
    //y表示这个杯子的容量
};
struct Node
{
    CUP a[4];//4个杯子的状态
    int step;
} st, ENDDD;
bool flag[111][111][111][111];//标记
int dir[12][2] = {//dir[i][j]表示杯子i向杯子j倒水
    0, 1,
    0, 2,
    0, 3,

    1, 0,
    1, 2,
    1, 3,

    2, 0,
    2, 1,
    2, 3,

    3, 0,
    3, 1,
    3, 2,
};

int BFS()
{

    queue<Node> que;
    que.push(st);
    memset(flag, false, sizeof(flag));
    flag[10][0][0][0] = true;

    while (!que.empty())
    {
        Node pre = que.front();
        que.pop();

        if (pre.a[0].x == ENDDD.a[0].x && pre.a[1].x == ENDDD.a[1].x && pre.a[2].x == ENDDD.a[2].x && pre.a[3].x == ENDDD.a[3].x)
            return pre.step;

        for (int i = 0; i < 12; i++)
        {
            int a = dir[i][0], b = dir[i][1];

            Node tmp = pre; // 要用一个中间变量，不然状态会被改变

            if (tmp.a[a].x == 0 || tmp.a[b].x == tmp.a[b].y)
                continue;

            if (tmp.a[a].x >= tmp.a[b].y - tmp.a[b].x)//能倒满
            {
                tmp.a[a].x -= (tmp.a[b].y - tmp.a[b].x);//注意这两条语句的顺序，很重要
                tmp.a[b].x = tmp.a[b].y;
            }
            else if (tmp.a[a].x + tmp.a[b].x <= tmp.a[b].y)// 倒空
            {
                tmp.a[b].x += tmp.a[a].x;
                tmp.a[a].x = 0;
            }

            if (flag[tmp.a[0].x][tmp.a[1].x][tmp.a[2].x][tmp.a[3].x] == false)
            {
                flag[tmp.a[0].x][tmp.a[1].x][tmp.a[2].x][tmp.a[3].x] = true;
                tmp.step = pre.step + 1;
                que.push(tmp);
            }
        }
    }
    return 0;
}

int main()
{

    int a, b, c, d;
    while (~scanf("%d%d%d%d", &a, &b, &c, &d))
    {
        if (a + b + c + d != 10)
        {
            printf("-1\n");
            continue;
        }
        st.a[0].x = 10;//初始化
        st.a[0].y = 10;

        st.a[1].x = 0;
        st.a[1].y = 6;

        st.a[2].x = 0;
        st.a[2].y = 5;

        st.a[3].x = 0;
        st.a[3].y = 4;

        st.step = 0;

        ENDDD.a[0].x = a;
        ENDDD.a[0].y = 10;

        ENDDD.a[1].x = b;
        ENDDD.a[1].y = 6;

        ENDDD.a[2].x = c;
        ENDDD.a[2].y = 5;

        ENDDD.a[3].x = d;
        ENDDD.a[3].y = 4;

        ENDDD.step = 0;
        int ans = BFS();
        printf("%d\n", ans);
    }
    return 0;
}