(状态机)狼羊菜过河的程序

过河问题大家都知道,不多说了.解决这个问题的经典方法就是使用有限状态机. 根据人,狼,羊,菜,在不同河岸,可以抽象出N种不同的状态.某些状态之间可以转换. 这些转换就是运算了. 我们的目的就是找到一组这样的运算,可以从初始状态转换到终止状态. 其间的状态必需都是合法的. C++代码如下:/*-------------------------------------农夫，狼，羊，菜，过河--------------------------------------*/#include <list>#include <iostream>enum PLACE{NO, // 没有过河的YES, // 已经过河了};// 状态typedef struct{PLACE man; // 人的状态PLACE wolf; // 狼的状态PLACE sheep; // 羊有状态PLACE menu; // 菜的状态} STATUS;const STATUS c_start = {NO,NO,NO,NO}; // 起始状态const STATUS c_end = {YES,YES,YES,YES}; // 终止状态// 结点(保存转换路径)typedef struct TURN{STATUS status;TURN* p;}TURN;typedef std::list<TURN> LIST_TURN;typedef std::list<TURN*> LIST_NODE;// 判断两个状态是否一致bool operator == (const STATUS& sa, const STATUS& sb){return sa.man == sb.man && sa.wolf == sb.wolf &&sa.sheep == sb.sheep && sa.menu == sb.menu;}// 查找状态是否已经存在bool Find(LIST_TURN& ls, const STATUS& s){LIST_TURN::iterator it = ls.begin();for(;it!=ls.end(); it++){if((*it).status==s)return true;}return false;}// 状态转换运算enum OPERATOR{MAN_GO, // 人过河MAN_GO_WI TH_WOLF, // 人带狼过河MAN_GO_WI TH_SHEEP, // 人带羊过河MAN_GO_WI TH_MENU, // 人带菜过河MAN_BACK, // 人回来MAN_BACK_WI TH_WOLF, // 人带狼回来MAN_BACK_WI TH_SHEEP, // 人带羊回来MAN_BACK_WI TH_MENU, // 人带菜回来OP_FIRST = MAN_GO,OP_LAST = MAN_BACK_WITH_MENU,};// 状态转换bool StatusTurn(const STATUS& src, OPERATOR op, STATUS& desc) {switch(op){case MAN_GO: // 人过河if(src.man == NO) {desc = src;desc.man = YES;return true;}break;case MAN_GO_WI TH_WOLF: // 人带狼过河if(src.man == NO && src.wolf == NO){desc = src;desc.man = YES;desc.wolf = YES;return true;}break;case MAN_GO_WI TH_SHEEP: // 人带羊过河if(src.man == NO && src.sheep == NO) {desc = src;desc.man = YES;desc.sheep = YES;return true;}break;case MAN_GO_WI TH_MENU: // 人带菜过河if(src.man == NO && src.menu == NO) {desc = src;desc.man = YES;desc.menu = YES;return true;}break;case MAN_BACK: // 人回来if(src.man == YES) {desc = src;desc.man = NO;return true;}break;case MAN_BACK_WI TH_WOLF: // 人带狼回来if(src.man == YES && src.wolf == YES) { desc = src;desc.man = NO;desc.wolf = NO;return true;}break;case MAN_BACK_WI TH_SHEEP: // 人带羊回来if(src.man == YES && src.sheep == YES) {desc = src;desc.man = NO;desc.sheep = NO;return true;}break;case MAN_BACK_WI TH_MENU: // 人带菜回来if(src.man == YES && src.menu == YES) {desc = src;desc.man = NO;desc.menu = NO;return true;}break;}return false;}// 状态检测(检测合法的状态)bool StatusTest(const STATUS& s){// 人不在的时候，狼会吃羊，羊会吃菜if(s.man != NO){if(s.wolf == NO && s.sheep == NO || s.sheep == NO && s.menu == NO)return false;}if(s.man != YES){if(s.wolf == YES && s.sheep == YES || s.sheep == YES && s.menu == YES)return false;}return true;}int main(){LIST_TURN history; // 已经搜索过的状态LIST_NODE active; // 需要搜索的状态// 生成起始结点TURN turn;turn.status = c_start;turn.p = 0;history.push_back(turn);active.push_back(&history.back());// 初始化bool bFind = false;TURN* pend = 0;// 状态转换图搜索(广度优先,求转换次数最少的路径)while(!active.empty()){// 待搜索的当前结点TURN* pact = active.front();active.pop_front();// 如果等于终止状态,则搜索成功if(pact->status == c_end){bFind = true;pend = pact;break;}// 计算当前状态的所有可能的下一个状态for(OPERATOR op = OP_FIRST; op <= OP_LAST; op=(OPERATOR)(op+1)) {TURN next;// 下一个状态满足:// (1) 有一个转换运算从当前状态转换到此状态// (2) 此状态是有效的状态// (3) 此状态是一个新状态.已经搜索过的状态不用再搜索if(StatusTurn(pact->status, op, next.status) &&StatusTest(next.status) && !Find(history, next.status)){// 为搜索图添加下一个结点next.p = pact;history.push_back(next);active.push_back(&history.back());}}// 如果找到if(bFind){// 计算路径active.clear();TURN* p = pend;while(p){active.push_front(p);p = p->p;}// show nodefor(LIST_NODE::iterator i t= active.begin(); it != active.end(); i t++){if((*it)->status.man == NO) std::cout << "[人]"; else std::cout << "[..]"; if((*it)->status.wolf == NO) std::cout << "[狼]"; else std::cout << "[..]"; if((*it)->status.sheep == NO) std::cout << "[羊]"; else std::cout << "[..]"; if((*it)->status.menu == NO) std::cout << "[菜]"; else std::cout << "[..]"; std::cout << " <=====> ";if((*it)->status.man == YES) std::cout << "[人]"; else std::cout << "[..]"; if((*it)->status.wolf == YES) std::cout << "[狼]"; else std::cout << "[..]"; if((*it)->status.sheep == YES) std::cout << "[羊]"; else std::cout << "[..]"; if((*it)->status.menu == YES) std::cout << "[菜]"; else std::cout << "[..]";std::cout << std::endl;}}else{std::cout<<"Not Found!" << std::endl;}return 0;}。