BFS——NYOJ 21 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

简单的宽度优先搜索，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：

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<queue>
#include<cstring> 
using namespace std;
int cupCapacity[4];
int targetState[4];
bool visit[100][100][100];
struct node{
	int state[3];
	int step;
};
bool AchieveTargetState(node current){
	for(int i=0;i<3;i++){
		if(current.state[i]!=targetState[i]){
			return false;
		}
	}
	return true;
}
void PourWater(int destination,int source,node &cup){
	int waterYield=cupCapacity[destination]-cup.state[destination];
	if(cup.state[source]>=waterYield){
		cup.state[destination]+=waterYield;
		cup.state[source]-=waterYield;
	}
	else{
		cup.state[destination]+=cup.state[source];
		cup.state[source]=0;
	}
}
int bfs(){
	node init;
	queue<node>que;
	memset(visit,false,sizeof(visit));
	init.state[0]=cupCapacity[0];
	init.state[1]=init.state[2]=0;
	init.step=0;
	que.push(init);
	visit[init.state[0]][0][0]=true;
	while(!que.empty()){
		node top=que.front();
		que.pop();
		if(AchieveTargetState(top)){
			return top.step;
		}
		for(int i=0;i<3;i++){
			for(int j=1;j<3;j++){
				int k=(i+j)%3;
				if(top.state[i]&&top.state[k]<cupCapacity[k]){
					node tmp=top;
					PourWater(k,i,tmp);
					tmp.step=top.step+1;
					if(!visit[tmp.state[0]][tmp.state[1]][tmp.state[2]]){
						visit[tmp.state[0]][tmp.state[1]][tmp.state[2]]=true;
						que.push(tmp);
					}
				}
			}
		}
	}
	return -1;
}
int main(){
	int n;
	scanf("%d",&n);
	while(n--){
		scanf("%d%d%d",&cupCapacity[0],&cupCapacity[1],&cupCapacity[2]);
		scanf("%d%d%d",&targetState[0],&targetState[1],&targetState[2]);
		int res=bfs();
		printf("%d\n",res);
	}
	return 0;
}