传教士与野人过河问题 人工智能实验报告

实验目的

1. 理解并熟悉掌握深度优先搜索算法。
2. 将所学人工智能理论知识综合运用到具体项目当中。

问题描述

　　有 N 个传教士和 N 个野人来到河边渡河，河岸有一条船，每次至多可供 k 人乘渡。问：传教士为了安全起见，应如何规划摆渡方案，使得任何时刻， 河两岸以及船上的野人数目总是不超过传教士的数目(否则不安全，传教士有可能被野人吃掉)。 即求解传教士和野人从左岸全部摆渡到右岸的过程中，任何时刻满足 M (传教土数) ≥ C 野人数)和 M+C≤k 的摆渡方案。

算法分析

       假设以传教士和野人的数量N为3，船一次最大的载人量K为2分析。

　　初始状态：河左岸有3个野人河3个传教士；河右岸有0个野人和0个传教士；船停在左岸，船上有0个人。

　　目标状态：河左岸有0个野人和0个传教士；河右岸有3个野人和3个传教士；船停在右岸，船上有0个人。

　　将整个问题抽象成怎样从初始状态经一系列的中间状态从而达到目标状态，状态的改变是通过划船渡河来引发的。

根据要求，共得出以下5中可能的渡河方案：

　　（1）渡2传教士

　　（2）渡2野人

　　（3）渡1野人1传教士

　　（4）渡1传教士

　　（5）渡1野人

　　本程序使用类来定义状态结点，使用集合存储状态结点，使用递归（深度优先查询）的思想来寻找目标状态。

实验内容

程序执行流程

　　首先，包含状态（首次为初始状态）的结构体结点（已存入结构体数组）传入处理函数，然后判断该传入结点状态是否为目标状态。

　　是则遍历打印结构体数组，打印完成之后，返回递归调用处，顺序执行之后代码（此步骤关系到是否能找到所有过河路径）；

　　否则继续判断是否该传入结点已存在于结构体数组当中，如存在，不再往下执行，返回递归调用处，顺序执行之后代码；

　　若不存在，则继续判断该传入状态的人数是否合理（是否出现人物数量小于0的情况等），若不合理，返回递归调用处，顺序执行之后代码；

　　若合理，则继续判断传教士和野人人数限制条件，即在传教士人数不为0的情况下，野人人数是否大于传教士人数，若大于则出现吃人的情况，也就是说该传入状态也不合理，则返回递归调用处，顺序执行之后代码；

　　若不满足大于条件，则说明该状态是路径转态，也就是合理的，那么进行五种渡河方案的依次变换，首先为第一种渡河方案，两个传教士过河（注意：此处的5中渡河方案没有固定顺序，也可以是其他渡河方案），那么对该传入状态的左岸和右岸的传教士人数和野人人数进行增减（若为左岸到右岸，则左岸人数减，