三個水杯_ny_21(廣搜).java

描述

給出三個水杯，大小不一，並且只有最大的水杯的水是裝滿的，其餘兩個為空杯子。三個水杯之間相互倒水，並且水杯沒有標識，只能根據給出的水杯體積來計算。現在要求你寫出一個程式，使其輸出使初始狀態到達目標狀態的最少次數。

輸入

第一行一個整數N(0<N<50)表示N組測試資料
接下來每組測試資料有兩行，第一行給出三個整數V1 V2 V3 (V1>V2>V3 V1<100 V3>0)表示三個水杯的體積。
第二行給出三個整數E1 E2 E3 （體積小於等於相應水杯體積）表示我們需要的最終狀態

輸出

每行輸出相應測試資料最少的倒水次數。如果達不到目標狀態輸出-1

樣例輸入

2
6 3 1
4 1 1
9 3 2
7 1 1

樣例輸出

3
-1

來源

經典題目

上傳者

hzyqazasdf

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.Scanner;

public class Main{//廣搜
	static int sa,sb,sc,ea,eb,ec;
	static boolean vis[][][];//標記當前水的數量是否出現過
	static Queue<F> queue=null;
	public static void main(String[] args) {
		Scanner input=new Scanner(System.in);
		int N=input.nextInt();
		while(N-->0){
			Init(input);
			if(ea+eb+ec!=sa){//開始狀態和最終狀態水的數量相同
				System.out.println(-1);
				continue;
			}
			F f=new F(sa,0,0);//開始初始化，第一杯水滿，第二第三水為空
			f.sum=0;//初始化操作次數為零
			vis=new boolean[sa+5][sb+5][sc+5];
			vis[sa][0][0]=true;//標記當前
			queue=new LinkedList<F>();
			queue.add(f);
			System.out.println(bfs(queue));
		}
	}
	private static int bfs(Queue<F> q) {//廣搜
		while(!q.isEmpty()){
			F f=q.poll();
			if(f.a[0]==ea&&f.a[1]==eb&&f.a[2]==ec){
				return f.sum;
			}
			int[] s=f.copy();
			if(s[0]>0&&s[1]<sb){//第一水杯向第二水杯倒水
				if(sb-s[1]<s[0]){
					s[0]-=sb-s[1];
					s[1]=sb;
				}
				else{
					s[1]+=s[0];
					s[0]=0;
				}
				if(!vis[s[0]][s[1]][s[2]]){
					F g=new F(s[0],s[1],s[2]);
					g.sum=f.sum+1;
					q.add(g);
					vis[s[0]][s[1]][s[2]]=true;
				}
			}
			int[] s1=f.copy();
			if(s1[0]>0&&s1[2]<sc){//第一水杯向第三水杯倒水
				if(sc-s1[2]<s1[0]){
					s1[0]-=sc-s1[2];
					s1[2]=sc;
				}
				else{
					s1[2]+=s1[0];
					s1[0]=0;
				}
				if(!vis[s1[0]][s1[1]][s1[2]]){
					F g=new F(s1[0],s1[1],s1[2]);
					g.sum=f.sum+1;
					q.add(g);
					vis[s1[0]][s1[1]][s1[2]]=true;
				}
			}
			int[] s2=f.copy();
			if(s2[1]>0&&s2[0]<sa){//第二水杯向第一水杯倒水
				if(sa-s2[0]<s2[1]){
					s2[1]-=sa-s2[0];
					s2[0]=sa;
				}
				else{
					s2[0]+=s2[1];
					s2[1]=0;
				}
				if(!vis[s2[0]][s2[1]][s2[2]]){
					F g=new F(s2[0],s2[1],s2[2]);
					g.sum=f.sum+1;
					q.add(g);
					vis[s2[0]][s2[1]][s2[2]]=true;
				}
			}
			int[] s3=f.copy();
			if(s3[1]>0&&s3[2]<sc){//第二水杯向第三水杯倒水
				if(sc-s3[2]<s3[1]){
					s3[1]-=sc-s3[2];
					s3[2]=sc;
				}
				else{
					s3[2]+=s3[1];
					s3[1]=0;
				}
				if(!vis[s3[0]][s3[1]][s3[2]]){
					F g=new F(s3[0],s3[1],s3[2]);
					g.sum=f.sum+1;
					q.add(g);
					vis[s3[0]][s3[1]][s3[2]]=true;
				}
			}
			int[] s4=f.copy();
			if(s4[2]>0&&s4[0]<sa){//第三水杯向第一水杯倒水
				if(sa-s4[0]<s4[2]){
					s4[2]-=sa-s4[0];
					s4[0]=sa;
				}
				else{
					s4[0]+=s4[2];
					s4[2]=0;
				}
				if(!vis[s4[0]][s4[1]][s4[2]]){
					F g=new F(s4[0],s4[1],s4[2]);
					g.sum=f.sum+1;
					q.add(g);
					vis[s4[0]][s4[1]][s4[2]]=true;
				}
			}
			int[] s5=f.copy();
			if(s5[2]>0&&s5[1]<sb){//第三水杯向第二水杯倒水
				if(sb-s5[1]<s5[2]){
					s5[2]-=sb-s5[1];
					s5[1]=sb;
				}
				else{
					s5[1]+=s5[2];
					s5[2]=0;
				}
				if(!vis[s5[0]][s5[1]][s5[2]]){
					F g=new F(s5[0],s5[1],s5[2]);
					g.sum=f.sum+1;
					q.add(g);
					vis[s5[0]][s5[1]][s5[2]]=true;
				}
			}
		}
		return -1;
	}
	private static void Init(Scanner input) {//初始化輸入
		sa=input.nextInt();
		sb=input.nextInt();
		sc=input.nextInt();
		ea=input.nextInt();
		eb=input.nextInt();
		ec=input.nextInt();
	}
}
class F{//存當前三個水杯的水數量
	int a[];
	int sum;
	public F(int a1, int a2, int a3) {
		a=new int[3];
		this.a[0] = a1;
		this.a[1] = a2;
		this.a[2] = a3;
	}
	public int[] copy(){
		int s[]=new int[a.length];
		for(int i=0;i<a.length;i++)
			s[i]=a[i];
		return s;
	}
	F(){}
}