問題の説明:
[宣教師と人食い人種の問題]
川の左岸には宣教師が3名、船が1隻、人食い人種が3名います。宣教師はこの船を使ってメンバー全員を川の右岸まで輸送したいのですが、以下の条件に従います:
(1) ボートは一度に最大 2 人の乗客しか乗れません (宣教師と人食い人種の両方が漕ぎます); (2)
どの海岸でも、人食い人種の数が宣教師の数を超えた場合、宣教師は人食い人種になるだろう。
(3) 人食い人種はどんな種類の川渡りの取り決めにも従うと仮定してください。
C++ バージョン:
#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;
int m,c,k;//m个传教士，n个食人者，船上可以有k个人
int xx[]={
0,0,1,1,2};//每次可以上船的人员数量
int yy[]={
1,2,0,1,0};
struct zt{
int lm;
int lc;
int rm;
int rc;
int ship;
int top;
};
queue<zt>open;
struct zt temp[1000];
int index=0;
int Isdangerous(zt temp)
{
if((temp.lm>=temp.lc&&temp.rm>=temp.rc&&temp.lm>=0&&temp.lc>=0&&temp.rm>=0&&temp.rc>=0)||
(temp.lm>=0&&temp.lc>=0&&temp.rm>=0&&temp.rc>=0&&temp.lm==0&&temp.rm>=temp.rc)||
(temp.lm>=0&&temp.lc>=0&&temp.rm>=0&&temp.rc>=0&&temp.lm>=temp.lc&&temp.rm==0))
{
return 1;
}
return 0;
}
int pd(zt p,int top)
{
for(int i=0;i<top;i++)
{
if(temp[i].lm==p.lm&&temp[i].lc==p.lc&&temp[i].rm==p.rm&&temp[i].rc==p.rc&&temp[i].ship==p.ship)
{
return 0;
}
}
return 1;
}
void bfS()
{
while(!open.empty())
{
zt temp1=open.front();
int x1=temp1.lm;
int y1=temp1.lc;
int x2=temp1.rm;
int y2=temp1.rc;
for(int i=0;i<5;i++)
{
if(temp1.ship==1){
zt temp2;
temp2.lm=x1-xx[i];
temp2.lc=y1-yy[i];
temp2.rm=x2+xx[i];
temp2.rc=y2+yy[i];
temp2.ship=-temp1.ship;
temp2.top=temp1.top+1;
if(temp2.lm==0&&temp2.lc==0&&temp2.rm==3&&temp2.rc==3)
{
goto loop;
}
if(Isdangerous(temp2)==1&&pd(temp2,index)==1)
{
temp[index++]=temp2;
open.push(temp2);
}
}
if(temp1.ship==-1){
zt temp2;
temp2.lm=x1+xx[i];
temp2.lc=y1+yy[i];
temp2.rm=x2-xx[i];
temp2.rc=y2-yy[i];
temp2.ship=-temp1.ship;
temp2.top=temp1.top+1;
if(Isdangerous(temp2)==1&&pd(temp2,index)==1)
{
temp[index++]=temp2;
open.push(temp2);
}
}
}
open.pop();
}
loop:;
}
int main()
{
zt p;
p.lm=3;
p.lc=3;
p.rm=0;
p.rc=0;
p.ship=1;
p.top=0;
open.push(p);
temp[index++]=p;
bfS();
cout<<"初始状态:"<<3<<' '<<3<<' '<<0<<' '<<0<<endl;
for(int i=3;i<index-1;i++)
{
if(temp[i].ship==1)
{
cout<<"B----->A:";
cout<<temp[i].lm<<' '<<temp[i].lc<<' '<<temp[i].rm<<' '<<temp[i].rc<<endl;
}
if(temp[i].ship==-1)
{
cout<<"A----->B:";
cout<<temp[i].lm<<' '<<temp[i].lc<<' '<<temp[i].rm<<' '<<temp[i].rc<<endl;
}
}
cout<<"目标状态:"<<0<<' '<<0<<' '<<3<<' '<<3<<endl;
return 0;
}
Pythonのバージョン:
from queue import Queue
class zt:
def __init__(self,x1,y1,x2,y2,ship,top):
self.lm=x1
self.lc=y1
self.rm=x2
self.rc=y2
self.ship=ship
self.top=top
temp = Queue(maxsize=0)
xx=[0,0,1,1,2]
yy=[1,2,0,1,0]
list=[]#对象list
index=0#对象指针
def Isdangerous(temp):
if (( temp.lm >= temp.lc and temp.rm >= temp.rc and temp.lm >= 0 and temp.lc >= 0 and temp.rm >= 0 and temp.rc >= 0)
or (temp.lm >= 0 and temp.lc >= 0and temp.rm >= 0 and temp.rc >= 0 and temp.lm == 0 and temp.rm >= temp.rc)
or (temp.lm >= 0 and temp.lc >= 0 and temp.rm >= 0 and temp.rc >= 0 and temp.lm >= temp.lc and temp.rm == 0)):
return 1
else:
return 0
def pd(p,index):
for i in range(0,index):
if(list[i].lm==p.lm and list[i].lc==p.lc and list[i].rm==p.rm and list[i].rc==p.rc and list[i].ship==p.ship):
return 0
return 1
def fin(temp):
if temp.lm==0 and temp.lc==0 and temp.rm==3 and temp.rc==3:
return 1
return 0
def bfs():
global index
while temp.empty()==0:
temp1=temp.get()
x1=temp1.lm
y1=temp1.lc
x2=temp1.rm
y2=temp1.rc
for i in range(0,5):
x=xx[i]
y=yy[i]
if temp1.ship==1:
temp2=zt(x1-x,y1-y,x2+x,y2+y,-1,temp1.top+1)
if fin(temp2)==1:
return
if Isdangerous(temp2)==1and pd(temp2,index)==1:
temp.put(temp2)
list.append(temp2)
index+=1
else :
temp2 = zt(x1 + x, y1 + y, x2 - x, y2 - y, 1, temp1.top + 1)
if Isdangerous(temp2) == 1 and pd(temp2, index) == 1:
temp.put(temp2)
list.append(temp2)
index += 1
start=zt(3,3,0,0,1,0)
temp.put(start)
list.append(start)
index+=1
bfs()
print('初始状态',3,3,0,0)
for item in range(3,index-1):
if list[item].ship==-1:
if item==3:
print(" A----->B:", end='')
else:
print("A----->B:",end='')
print(list[item].lm,list[item].lc,list[item].rm,list[item].rc,'\n',end=' ')
if list[item].ship==1:
print("B----->A:",end='')
print(list[item].lm,list[item].lc,list[item].rm,list[item].rc,'\n',end=' ')
print("目标状态:",0,0,3,3)