分油问题C语言.doc

设有大小不等的X，Y，Z三个无刻度的油桶，分别能够盛满油X，Y，Z例如，X8，Y5，Z3，并约定X YZ。初始时，仅X油桶盛满油，Y和Z油桶为空。要求程序寻找一种最少的分油步聚，在某个油桶中分出T升油例如T4。解令三个油桶的盛油情况为倒油过程的状态，则倒油过程就是状态变化的过程。为了记录倒油过程，程序引入倒油状态队列,将倒油过程中产生的状态存储在队列中。队列的每个元素记录每次分油后各个油桶的分油后各个油桶的盛油量和倒油轨迹等有关信息。程序反复从队列中取出第一个还未检查过的状态，对该状态下的每个油桶判断其是否可以倒出油，及是否可以倒进油。由于油桶没有刻度，分油时只能将某个油桶倒满或倒空。程序分别按倒空或倒满两种可能的倒油动作执行不同的处理，产生新的倒油状态，为避免某个倒油状态在队列中重复出现，程序只将未曾出现过的新状态及其倒油轨迹信息存入队列中，假定程序检查了相当多的状态后，或能找到解，或能确定问题无解。倒油程序算法如下算法-无刻度油桶分油输入各桶容量和目标容量；将初始状态存入倒油状态队列；设置其它初始值；do对状态队列中第一个还未检查的元素在还未检查完每个倒出的桶且还未找到解且还未确定无解情况下循环if倒出桶有油在还未检查完每个桶且还未找到解且还未确定无解情况下循环if当前桶不是倒出桶且桶还有空确定本次倒油量；在队列中检查倒油后的结果状态是否在队列中出现；if结果状态不在队列中出现将结果状态和轨迹信息存入队列；if有桶中的油达到目标容量设置找到解标志；if还未找到解修正队列第一个还未检查过的元素指针；if队列中的元素都已检查过设置无解标志；while还未找到解且还未确定无解；if找到解根据倒油步聚的轨迹信息，形成倒油步聚序列；输出倒油步聚序列；倒油队列中的元素应包含下列信息各桶的盛油量，该状态是从哪一个桶源桶倒向哪一个桶目标桶而形成的，形成该状态的元素在队列中的位置。根据以上算法编写如下程序。程序代码如下includestdio.hdefine N 100define BUCKETS 3struct eleint stateBUCKETS; /*各桶盛油量*/int sbucket; /*源桶*/int obucket; /*目标桶*/int last; /*轨迹元素在队列中的下标*/qN; /*队列*/int fullBUCKETS;int i,j,k,found,unable,wi,wj,v,targ;int head,tail;void main/*输入各桶容量和目标容量*/printfEnter volume of buckets. ;fori0;iBUCKETS;iscanfd,/*如要检查full0full1full2,相应代码在此*/printfEnter volume of targ. ;scanfd, /*检查targfull0的代码在此**设置将初始状态存入倒油状态队列等初值*/q0.state0full0;fori1;iBUCKETS;iq0.statei0;q0.sbucket0;q0.obucket0;q0.last0;foundunable0;headtail0;do/*对状态队列中第一个还未检查过的元素在还未检查完每个倒出的桶且还未找到解且还未确定无解情况下循环*/fori0;iBUCKETSfoundunable;iifqhead.statei0 /*倒出桶有油**在还未检查完每个油桶且还未找到解且还未确定无解情况下循环*/forj0;jBUCKETSfoundunable;jifjiqhead.statejfullj /*当前桶不是倒出桶且桶还有空**确定本次倒油量*/ifqhead.stateifullj-qhead.statejvfullj-qhead.statej;else vqhead.statei;wiqhead.statei-v;wjqhead.statejv;/*在队列中检查倒油后的结果状态是否在队列中出现*/fork0;ktail;kifqk.stateiwiqk.statejwj break;ifktail /*结果状态不在队列中出现**将结果状态和轨迹信息存入队列*/tail;qtail.stateiwi;qtail.statejwj;qtail.state3-i-jqhead.state3-i-j;qtail.sbucketi1;qtail.obucketj1;qtail.lasthead;/*如有桶达到目标盛油量，则设置找到解标志*/ifwitargwjtargfound1;iffound /*还未找到解*/head; /*修正队列第一个还未检查过元素指针*/ifheadtail /*队列中的元素都已检查过*/unable1; /*设置无解标志*/whilefoundunable; /*还未找到解且还未确定无解*/iffound /*找到解**根据倒油步聚的轨迹信息，形成倒油步聚序列*/itail;j-1;do /*原倒油步聚逆向链接，现改为正向链接*/kqi.last;qi.lastj;ji;ik;whilej;/*输出倒油步聚序列*/forkqk.last;k0;kqk.lastprintf5d to 2d,qk.sbucket,qk.obucket;fori0;iBUCKETS;iprintf4d,qk.statei;printf ;else printfUnable ;分油我们首先用字母a,b,c代表8斤桶，5斤桶和3斤捅。规定倒油的顺序为 a-b-c-a 并且必须符合如下规则 1.b5斤桶倒空后才能从a8斤桶中取油。 2c3斤桶盛满后才能向a8斤捅中倒油。 我们设从a中往b倒油x次，从c往a倒油y次，那么最后a中剩下的油应该为8-5x3y斤，按照题意，我们得到如下方程， 8-5x3y4 我们为了得到这个方程的解，应按照上述的倒油规则不断的倒下去，直到a中或b中油的重量为4斤为止，另外也可以改变倒油的规则，看能否找到最好的倒油步聚。代码includestdio.hint i;main int a,y,z; printf Full a ,Empty b,c,Get i; /*读入3个容器的容量和最后需要的数量*/ scanfddd, gettia,y,z;gettiint a,int y,int z int b0,c0; /*b,c为二个容器的实际重量*/ printfad bd cd 4d4d4d ,a,y,z,a,b,c; whileaibi /*如果满足要求退出循环*/ ifb /*如果b为空，从a往b倒油*/ a-y;by; else ifcz az;c0 /*如果c已满，从c往a倒油*/ else ifbz-c b-z-c;cz; /*如果b的重量大于c的剩余重量，倒满c*/ else cb;b0; /*否则将b中的油全部倒入c*/ printf4d4d4d ,a,b,c; 运行结果 Full a, Empty b,c, Get i 8 5 3 4volumea8 b5 c3start8 0 03 5 03 2 36 2 06 0 21 5 21 4 34 4 0