Week2 B - Pour Water

Week2 B - Pour Water
倒水问题 “fill A” 表示倒满A杯，"empty A"表示倒空A杯，“pour A B” 表示把A的水倒到B杯并且把B杯倒满或A倒空。
Input
输入包含多组数据。每组数据输入 A, B, C 数据范围 0 < A <= B 、C <= B <=1000 、A和B互质。
Output
你的程序的输出将由一系列的指令组成。这些输出行将导致任何一个罐子正好包含C单位的水。每组数据的最后一行输出应该是“success”。输出行从第1列开始，不应该有空行或任何尾随空格。
Sample Input

2 7 5
2 7 4

Sample Output

fill B
pour B A
success 
fill A
pour A B
fill A
pour A B
success

Notes
如果你的输出与Sample Output不同，那没关系。对于某个"A B C"本题的答案是多解的，不能通过标准的文本对比来判定你程序的正确与否。 所以本题由 SPJ（Special Judge）程序来判定你写的代码是否正确。

解题关键 BFS
输出并非倒水过程中水杯中水量
而是输出到水过程中的每一个步骤
记录每次步骤使用 map<> string 记录
判断两杯水水量状态也使用 map<> bool 记录

void bfs(int a,int b){//0,0
	st now(a,b,-1);//初始状态
	st next;//倒水后的状态
	qu.push(now);//入队
	stat[now]=1;//map记录此状态
	while(!qu.empty()){
	now=qu.front();
	qu.pop();
	if(now.bb==c||now.aa==c){//判断是否有满足c的水量
		output(now);//输出
		cout<<"success"<<endl;
		return;
	}	
	//fill a(0)
	if(now.aa!=a1){
		next.aa=a1;next.bb=now.bb;next.step=0;
		if(stat[next]==0){//此状态未出现过
			stat[next]=1;
			qu.push(st(next.aa,next.bb,0));//入队
			ststep[next]="fill A";
			front[next]=now;
		}
	}
	//empty a(1)
	if(now.aa!=0){
		next.aa=0;next.bb=now.bb;next.step=1;
		if(stat[next]==0){
			stat[next]=1;
			qu.push(st(next.aa,next.bb,1));
			ststep[next]="empty A";
			front[next]=now;
		}
	}
	//fill b(2)
	if(now.bb!=b1){
		next.aa=now.aa;next.bb=b1;next.step=2;
		if(stat[next]==0){
			stat[next]=1;
			qu.push(st(next.aa,next.bb,2));
			ststep[next]="fill B";
			front[next]=now;
		}
	}
	//empty b(3)
	if(now.bb!=0){
		next.aa=now.aa;next.bb=0;next.step=3;
		if(stat[next]==0){
			stat[next]=1;
			qu.push(st(next.aa,next.bb,3));
			ststep[next]="empty B";
			front[next]=now;
		}
	}
	//a->b(4)
	if(now.aa>=(b1-now.bb)){
		next.aa=now.aa-(b1-now.bb);next.bb=b1;next.step=4;
	}else{
		next.aa=0;next.bb=now.bb+now.aa;next.step=4;
	}
	if(stat[next]==0){
		stat[next]=1;
			qu.push(st(next.aa,next.bb,4));
			ststep[next]="pour A B";
			front[next]=now;
		}
	//b->a(5)
	if(now.bb>=(a1-now.aa)){
		next.bb=now.bb-(a1-now.aa);next.aa=a1;next.step=5;
	}else{
		next.bb=0;next.aa=now.aa+now.bb;next.step=5;
	}
	if(stat[next]==0){
		stat[next]=1;
			qu.push(st(next.aa,next.bb,5));
			ststep[next]="pour B A";
			front[next]=now;
		}
	
	}
	return;
} 

全代码

#include<iostream>
#include<queue>
#include<string>
#include<map>
using namespace std;
int a1,b1,c;
struct st{
	int aa,bb;
	int step;
	st(){
		aa=-1;bb=-1;step=-1;
	}
	st(int _aa,int _bb){
		aa=_aa;bb=_bb;step=-1;
	}
	st(int _aa,int _bb,int _step){
		aa=_aa;bb=_bb;step=_step;
	}
	bool operator<(const st &f) const {//重载map <
        return aa == f.aa ? bb < f.bb : aa < f.aa;
    }

};

map<st,bool> stat;
map<st,string> ststep;
map<st,st>front;
queue<st>qu;
void output(st s){//递归输出
	if(ststep.find(s) != ststep.end()){
	output(front[s]);
	cout<<ststep[s]<<endl;
	}
	
}
void bfs(int a,int b){//0,0
	
	st now(a,b,-1);
	st next;
	
	qu.push(now);
	stat[now]=1;
	while(!qu.empty()){
	now=qu.front();
	qu.pop();
	if(now.bb==c||now.aa==c){
		output(now);
		cout<<"success"<<endl;
		return;
	}	
	//fill a(0)
	if(now.aa!=a1){
		next.aa=a1;next.bb=now.bb;next.step=0;
		if(stat[next]==0){
			stat[next]=1;
			qu.push(st(next.aa,next.bb,0));
			ststep[next]="fill A";
			front[next]=now;
		}
	}
	//empty a(1)
	if(now.aa!=0){
		next.aa=0;next.bb=now.bb;next.step=1;
		if(stat[next]==0){
			stat[next]=1;
			qu.push(st(next.aa,next.bb,1));
			ststep[next]="empty A";
			front[next]=now;
		}
	}
	//fill b(2)
	if(now.bb!=b1){
		next.aa=now.aa;next.bb=b1;next.step=2;
		if(stat[next]==0){
			stat[next]=1;
			qu.push(st(next.aa,next.bb,2));
			ststep[next]="fill B";
			front[next]=now;
		}
	}
	//empty b(3)
	if(now.bb!=0){
		next.aa=now.aa;next.bb=0;next.step=3;
		if(stat[next]==0){
			stat[next]=1;
			qu.push(st(next.aa,next.bb,3));
			ststep[next]="empty B";
			front[next]=now;
		}
	}
	//a->b(4)
	if(now.aa>=(b1-now.bb)){
		next.aa=now.aa-(b1-now.bb);next.bb=b1;next.step=4;
	}else{
		next.aa=0;next.bb=now.bb+now.aa;next.step=4;
	}
	if(stat[next]==0){
		stat[next]=1;
			qu.push(st(next.aa,next.bb,4));
			ststep[next]="pour A B";
			front[next]=now;
		}
	//b->a(5)
	if(now.bb>=(a1-now.aa)){
		next.bb=now.bb-(a1-now.aa);next.aa=a1;next.step=5;
	}else{
		next.bb=0;next.aa=now.aa+now.bb;next.step=5;
	}
	if(stat[next]==0){
		stat[next]=1;
			qu.push(st(next.aa,next.bb,5));
			ststep[next]="pour B A";
			front[next]=now;
		}
	
	}
	return;
} 




int main(){
	
	
	while(cin>>a1>>b1>>c){
		ststep.clear();//每次操作都要清空map
		front.clear();
		stat.clear();
		while (!qu.empty())qu.pop();//每次操作都要清空队列
		bfs(0,0);//由两杯水都为空开始
	} 
}