水壶问题-盲目搜索问题
作者:互联网
人工智能课的一个小练习,直接DFS暴力搜索即可。
问题背景:给定两个水壶,一个可装4加仑水,一个能装3加仑水。水壶上没有任何度量标记。有一水龙头可用来往壶中灌水。问题是怎样在能装4加仑的水壶里恰好只装2加仑水。
这个问题的求解方法已在教材中给出。下面只是给出程序实现。
//对于水壶问题的定义的几个操作:
//0. 空操作
//1. 4加仑壶不满时将其加满
//2. 3加仑壶不满时将其加满
//3. 把4加仑水壶中的水全部倒出
//4. 把3加仑水壶中的水全部倒出
//5. 把3加仑水壶中的水往4加仑水壶中倒,直到4加仑水壶满
//6. 把4加仑水壶中的水往3加仑水壶中倒,直到3加仑水壶满
//7. 把3加仑水壶中的水全部倒往4加仑水壶中
//8. 把4加仑水壶中的水全部倒往3加仑水壶中
//解决的基本思路是利用状态空间法求解,设X为4加仑水壶的水量,Y是3加仑水壶的水量。
//则所有可能的(X,Y)序对作为状态空间M的状态集,操作{1, 2,3, 4,5, 6,7, 8}是输入字符集。
//开始状态是(0,0),终止状态是{(2,Y)},Y可能是0,1,2,3。
//当一个输入串是M的语言时,这个串就是水壶问题的一个可能方案。
//编程的考虑是:Water[5][4]标识数组,为1时,表示这个状态已经到达,为0时表示这个状态没有到达。
运行效果截图:
java代码:
public class 水壶问题 {
static int maxX=4,maxY=3;
static int[][] water=new int[maxX+1][maxY+1];
static LinkedList<Output> path=new LinkedList<>();
static int resCount=1;
public static void main(String[] args) {
jiashui(0,0);
}
public static void jiashui(int x,int y){
if (x==2){
System.out.println("第"+(resCount++)+"种解决方案:");
System.out.println("4加仑水壶\t3加仑水壶\t所使用的操作");
path.forEach(System.out::println);
return;
}
if (water[0][0]==0){
water[0][0]=1;
path.add(new Output(0,0,0));
jiashui(0,0);
path.removeLast();
water[0][0]=0;
}
if (x<maxX && water[maxX][y]==0){
water[maxX][y]=1;
path.add(new Output(maxX,y,1));
jiashui(maxX,y);
path.removeLast();
water[maxX][y]=0;
}
if (y<maxY && water[x][maxY]==0){
water[x][maxY]=1;
path.add(new Output(x,maxY,2));
jiashui(x,maxY);
path.removeLast();
water[x][maxY]=0;
}
if (x>0 && water[0][y]==0){
water[0][y]=1;
path.add(new Output(0,y,3));
jiashui(0,y);
path.removeLast();
water[0][y]=0;
}
if (y>0 && water[x][0]==0){
water[x][0]=1;
path.add(new Output(x,0,4));
jiashui(x,0);
path.removeLast();
water[x][0]=0;
}
if (x+y>=maxX &&water[maxX][x+y-maxX]==0){
water[maxX][x+y-maxX]=1;
path.add(new Output(maxX,x+y-maxX,5));
jiashui(maxX,x+y-maxX);
path.removeLast();
water[maxX][x+y-maxX]=0;
}
if (x+y>=maxY &&water[x+y-maxY][maxY]==0){
water[x+y-maxY][maxY]=1;
path.add(new Output(x+y-maxY,maxY,6));
jiashui(x+y-maxY,maxY);
path.removeLast();
water[x+y-maxY][maxY]=0;
}
if(x+y<=maxX && y>0&& water[x+y][0]==0){
water[x+y][0]=1;
path.add(new Output(x+y,0,7));
jiashui(x+y,0);
path.removeLast();
water[x+y][0]=0;
}
if(x+y<=maxY && x>0&&water[0][x+y]==0){
water[0][x+y]=1;
path.add(new Output(0,x+y,8));
jiashui(0,x+y);
path.removeLast();
water[0][x+y]=0;
}
}
private static class Output{
int x;
int y;
int opt;
public Output(int x,int y,int opt){
this.x=x;
this.y=y;
this.opt=opt;
}
@Override
public String toString() {
return "Output{" +
"x=" + x +
", y=" + y +
", opt=" + opt +
'}';
}
}
}
标签:water,maxX,maxY,水壶,问题,加仑,path,盲目 来源: https://blog.csdn.net/zwn888zwn/article/details/104840781