量水问题广度优先搜索遍历实现

广度优先搜索遍历

#include
#include
#include "stdlib.h" 
#include
using namespace std;
#define num 2
int X, Y;     //X为A容器的容量，Y为B容器的容量
int Z;       //Z为需要量出的用水量
struct Node {
     
	int shui[2];   //用于存放两个容器的状态
	struct Node* parent;  //设置父节点
};
queue<Node>  open;   //open表用于存放由初始节点扩展出的所有子节点
queue<Node> close;    //存放所有扩展出来的子节点，直到找到目标节点
stack<Node>  shuchu;   //用于输出最终结果
/*初始化AB容器的容量以及需要量出的水量*/
void chushihua(Node &S)
{
     
	S.parent = NULL;
	cout << "请输入A容器的容量:";
	cin >> X;
	 S.shui[0]=0;
	cout << "请输入B容器的容量:";
	cin >> Y;
	S.shui[1]=0;
	cout << "请输入需要量出的水量";
	cin >> Z;
}
bool judeglegal(Node S)
{
     
	if (S.shui[0] == Z || S.shui[1] == Z)
		return true;
	else
		return false;
}
/*量水操作*/
void move(Node &S)
{
     
	for (int count = 0; count < 6; count++)
	{
     
		Node tempNode;
		tempNode = S;
		if (count ==0)        //将A容器的水全部倒出
		{
     
			tempNode.shui[0] = 0;  
		}
		if (count == 1)    //将B容器的水全部倒出
		{
     
			tempNode.shui[1] = 0;
		}
		if (count == 2)    //如果A容器为空，则将A容器接满水
		{
     
			tempNode.shui[0] = X;
		}
		if (count == 3)       //如果B容器为空，则将B容器接满水
		{
     
			tempNode.shui[1] = Y;
		}
		if (count == 4)           //B往A倒水
		{
     
			/*如果产生溢出或者刚好处于满的情况*/
			if (S.shui[0] + S.shui[1] >= X)
			{
     
				tempNode.shui[0] = X;
				tempNode.shui[1] = S.shui[0] + S.shui[1] - X;
			}
			/*不会发生溢出的时候*/
			else
			{
     
				tempNode.shui[0] = S.shui[0] + S.shui[1];
				tempNode.shui[1] = 0;
			}
		}
		if (count==5)     //A往B倒水
		{
     
			/*如果产生溢出或者刚好处于满的情况*/
			if (S.shui[0] + S.shui[1] >= Y)
			{
     
				tempNode.shui[0] = S.shui[0] + S.shui[1] - Y;
				tempNode.shui[1] = Y;
			}
			/*不会发生溢出的时候*/
			else
			{
     
				tempNode.shui[0] = 0;
				tempNode.shui[1] = S.shui[0] + S.shui[1];
			}
		}
	/*判断由该节点产生的子节点是不是与该节点相同，或者与父节点相同，若都不相同，则生成新的节点*/
		if (S.parent!=NULL&&(*S.parent).shui[0]==tempNode.shui[0]&&tempNode.shui[1]==(*S.parent).shui[1]&&S.shui[0]==tempNode.shui[0]&&S.shui[1]==tempNode.shui[1])
		{
     
			continue;
		}
		tempNode.parent = &S;
		open.push(tempNode);
	}
}
/*对open表和close表进行操作*/
void operatoropenclose(Node S)
{
     
	open.push(S);    //把初始节点放进open表中
	while (true)
	{
     
		close.push(open.front());//将open表的第一个节点放入close表
		open.pop();   //将该节点弹出
		if (!judeglegal(close.back()))//如果该节点不是目标节点
		{
     
			move(close.back());   //扩展该节点
		}
		else
		{
     
			break;
		}
	}
	/*查找到目标解后，将初始节点到目标节点所经过的节点存入shuchu表*/
	shuchu.push(close.back());
	Node & changeNode=close.back();
	while (close.back().parent != NULL) {
     
		changeNode = *close.back().parent;
		shuchu.push(changeNode);
	}
	/*如果shuchu表不空，则存在问题的解*/
	while (shuchu.size() != 0)
	{
     
		for (int i = 0; i < 2; i++)
		{
     
			cout << shuchu.top().shui[i];
		}
		shuchu.pop();
		cout << "->";
	}
	cout << "成功！";
}
int main()
{
     
	Node S0;
	chushihua(S0);
	cout << X << Y << Z << endl;
	operatoropenclose(S0);
	return 0;
}

运行结果：

最优解运行结果与输出任一解的运行结果进行比较：
最优解：

任一解：

任一解的代码见第一篇博客量水问题输出任一解