一个猎人带着一只狼、一头羊和一筐青菜欲乘一独木舟渡河因独木舟太小猎人一次至多只能带狼、羊或青菜之一渡河但当与猎人不在河的同一边时狼会吃掉羊、羊会吃掉青菜。试设计一个算法帮猎人寻找一种渡河的次序让其不受损失地将狼、羊和青菜带过河去?深度优先算法写猎人问题python语言
以下是使用深度优先算法解决猎人问题的Python代码:
# 定义猎人问题的状态类
class State:
def __init__(self, wolf, sheep, cabbage, boat):
self.wolf = wolf
self.sheep = sheep
self.cabbage = cabbage
self.boat = boat
# 定义状态是否合法的函数
def is_valid(self):
if self.wolf == self.sheep and self.boat != self.wolf:
return False
if self.sheep == self.cabbage and self.boat != self.sheep:
return False
return True
# 定义状态是否为目标状态的函数
def is_goal(self):
if self.wolf == 1 and self.sheep == 1 and self.cabbage == 1:
return True
return False
# 定义状态的字符串表示
def __str__(self):
return "Wolf: {}, Sheep: {}, Cabbage: {}, Boat: {}".format(self.wolf, self.sheep, self.cabbage, self.boat)
# 定义深度优先搜索函数
def dfs(state, path, visited):
# 如果当前状态是目标状态,返回路径
if state.is_goal():
return path
# 遍历所有可能的下一步状态
next_states = []
if state.boat == 0: # 猎人在左岸
next_states.append(State(1-state.wolf, state.sheep, state.cabbage, 1))
next_states.append(State(state.wolf, 1-state.sheep, state.cabbage, 1))
next_states.append(State(state.wolf, state.sheep, 1-state.cabbage, 1))
else: # 猎人在右岸
next_states.append(State(1-state.wolf, state.sheep, state.cabbage, 0))
next_states.append(State(state.wolf, 1-state.sheep, state.cabbage, 0))
next_states.append(State(state.wolf, state.sheep, 1-state.cabbage, 0))
# 对每个可能的下一步状态进行递归搜索
for next_state in next_states:
if next_state.is_valid() and str(next_state) not in visited:
visited.add(str(next_state))
new_path = path + [next_state]
result = dfs(next_state, new_path, visited)
if result is not None:
return result
# 如果没有找到解,返回None
return None
# 初始化初始状态并开始搜索
initial_state = State(0, 0, 0, 0)
visited = set([str(initial_state)])
result = dfs(initial_state, [initial_state], visited)
# 输出解路径
if result is not None:
for state in result:
print(state)
else:
print("No solution found.")
在上面的代码中,我们定义了一个State类来表示猎人问题的状态,其中包括狼、羊、青菜和船的位置。我们还定义了is_valid()函数来判断状态是否合法,is_goal()函数来判断状态是否为目标状态,以及__str__()函数来定义状态的字符串表示。
在深度优先搜索函数dfs()中,我们首先判断当前状态是否为目标状态,如果是则返回路径。然后遍历所有可能的下一步状态,对每个可能的下一步状态进行递归搜索。在递归搜索时,我们判断下一步状态是否合法,并且检查该状态是否已经被访问过,以避免重复搜索。如果找到解,则返回路径;如果没有找到解,则返回None。
最后,我们初始化初始状态并开始搜索。如果找到解,则输出解路径;如果没有找到解,则输出提示信息
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