数据结构—农夫过河问题

题目：
一个农夫带着一匹狼、一只羊、一颗白菜要过河，只有一条船而且农夫每次最多只能带一个动物或物品过河，并且当农夫不在的时候狼会吃羊，羊会吃白菜，列出所有安全将所有动物和物品带过河的方案。

要求：广度优先搜索农夫过河解，并输出结果
源代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef int DataType;
struct SeqQueue
{
int MAXNUM;
int f, r;
DataType *q;
};
typedef struct SeqQueue *PSeqQueue; // 顺序队列类型的指针类型
PSeqQueue createEmptyQueue_seq(int m)//创建一个空队列
{
PSeqQueue queue = (PSeqQueue)malloc(sizeof(struct SeqQueue)); if (queue != NULL)
{
queue->q = (DataType*)malloc(sizeof(DataType) *m);
if (queue->q)
{
queue->MAXNUM = m;
queue->f = 0;
queue->r = 0;
return (queue);
}
else
free(queue);
}
printf("Out of space!!\n"); // 存储分配失败
return NULL;
}
int isEmptyQueue_seq(PSeqQueue queue)//判断队列是否为空
{
return (queue->f == queue->r);
}
void enQueue_seq(PSeqQueue queue, DataType x)//入队
{
if ((queue->r + 1) % queue->MAXNUM == queue->f)
printf("Full queue.\n");
else
{
queue->q[queue->r] = x;
queue->r = (queue->r + 1) % queue->MAXNUM;
}
}
void deQueue_seq(PSeqQueue queue)// 删除队列头部元素
{
if (queue->f == queue->r)
printf("Empty Queue.\n");
else
queue->f = (queue->f + 1) % queue->MAXNUM;
}
DataType frontQueue_seq(PSeqQueue queue)//取队头元素
{
if (queue->f == queue->r)
printf("Empty Queue.\n");
else
return (queue->q[queue->f]);
}
int farmer(int location)//判断农夫的位置 1000表示在北岸
{
return (0 != (location &0x08));
}
int wolf(int location)//判断狼的位置 0100表示在北岸
{
return (0 != (location &0x04));
}
int cabbage(int location)//判断白菜的位置 0010表示在北岸
{
return (0 != (location &0x02));
}
int goat(int location)//判断羊的位置 0001表示在北岸
{
return (0 != (location &0x01));
}
int safe(int location)//安全状态的判断
{
if ((goat(location) == cabbage(location)) && (goat(location) != farmer(location))) //羊与白菜不安全
return 0;
if ((goat(location) == wolf(location)) && (goat(location) != farmer(location)))//羊与狼不安全
return 0;
return 1; // 其他状态是安全的
}
void bin_print(int num)//将十进制数转换成二进制数输出
{
char tmp[4];
int i;
for (i = 0; i < 4; ++i)
{
tmp[i] = num & 0x01;
num >>= 1;
}
for (i = 3; i >= 0; --i)
putchar((tmp[i] == 0)?'0':'1');
return;
}
int main()
{
int i, movers, location, newlocation;
int a=0;int r[16];
int route[16]; //用于记录已考虑的状态路径
PSeqQueue moveTo; //用于记录可以安全到达的中间状态
moveTo = createEmptyQueue_seq(20); //创建空队列
enQueue_seq(moveTo, 0x00); //初始状态进队列
for (i = 0; i < 16; i++)
route[i] = -1; //准备数组route初值
route[0] = 0;
while (!isEmptyQueue_seq(moveTo) && (route[15] == - 1))
{
location = frontQueue_seq(moveTo); //取队头状态为当前状态
deQueue_seq(moveTo);
for (movers = 1; movers <= 8; movers <<= 1)//考虑各种物品移动 if ((0 != (location & 0x08)) == (0 != (location & movers)))//判断农夫与移动的物品是否在同一侧
{
newlocation = location ^ (0x08 | movers);
//计算新状态，代表把船上的（0x08|movers）从一个岸移到另一个岸；（0x08|movers）代表船上有农夫和movers代表的东西
if (safe(newlocation) && (route[newlocation] == -1)) //新状态安全且未处理
{
route[newlocation] = location; //记录新状态的前驱 enQueue_seq(moveTo, newlocation); //新状态入队
}
}
}
// 打印出路径
if (route[15] != -1)//到达最终状态
{
printf("The reverse path is : \n");
for (location = 15; location >= 0; location = route[location]) {
r[a]=location;
a++;
if (location == 0) break;
}
for(i=a-1;i>=0;i--)
{
printf("%d ",r[i]);
bin_print(r[i]);
//用1表示北岸，0表示南岸,用四位二进制数的顺序依次表示农夫、狼、白菜、羊的位置
if(r[i]==0) printf("开始\n");//0000
else if(r[i]==1) printf(" 农夫独自返回南岸\n"); //0001
else if(r[i]==2) printf(" 农夫带着羊返回南岸\n");//0010
else if(r[i]==3) printf(" 白菜与羊共同在北岸，不安全\n"); //0011
else if(r[i]==4) printf(" 只有狼在北岸，农夫独自返回南岸\n"); //0100
else if(r[i]==5) printf(" 狼与羊共同在北岸，不安全\n");//0101
else if(r[i]==6) printf(" 农夫独自返回南岸\n");//0110
else if(r[i]==7) printf(" 狼、白菜和羊共同在北岸，不安全\n");// 0111
else if(r[i]==8) printf(" 农夫独自去北岸\n");//1000
else if(r[i]==9) printf(" 农夫把羊带到北岸\n");//1001
else if(r[i]==10) printf(" 农夫把白菜带到北岸\n");//1010
else if(r[i]==11) printf(" 农夫把白菜带到北岸\n");//1011
else if(r[i]==12) printf(" 农夫把狼带到北岸\n");//1100
else if(r[i]==13) printf(" 只有白菜在南岸\n");//1101
else if(r[i]==14) printf(" 农夫把狼带到北岸\n");//1110
else if(r[i]==15) printf(" 农夫把羊带到北岸\n");//1111 putchar('\n');
}
printf("\n");
}
else
printf("No solution.\n");
}。