1、扬州大学信息工程学院数据结构-课程设计报告题目：农夫过河 班级：网络 1501学号：1524姓名： 王 指导教师： 王一、 课程题目一个农夫带着一只狼，一只羊和一棵白菜，身处河的南岸。他要把这些东西全部运到北岸。他面前只有一条小船，船只能容下他和一件物品，另外只有农夫才能撑船。如果农夫在场，则狼不能吃羊，羊不能吃白菜，否则狼会吃羊，羊会吃白菜，所以农夫不能留下羊和白菜自己离开，也不能留下狼和羊自己离开，而狼不吃白菜。二、需求分析求出农夫将所有的东西运过河的方案。三、概要设计求解这个问题的简单的方法是一步一步进行试探，每一步搜索所有可能的选择，对前一步合适的选择再考虑下一步的各种方案。 要模拟农
2、夫过河问题，首先需要对问题中每个角色的位置进行描述。一个很方便的办法是用四位二进制数顺序分别表示农夫、狼、白菜和羊的位置。用 0 表示农夫或者某东西在河的南岸，1 表示在河的北岸。例如整数 5(其二进制表示为 0101) 表示农夫和白菜在河的南岸，而狼和羊在北岸。 现在问题变成：从初始状态二进制 0000(全部在河的南岸) 出发，寻找一种全部由安全状态构成的状态序列，它以二进制 1111(全部到达河的北岸)为最终目标，并且在序列中的每一个状态都可以从前一状态到达。为避免瞎费功夫，要求在序列中不出现重复的状态。四、详细设计 实现上述求解的搜索过程可以采用策略广度优先(breadth_first)
3、 搜索。广度优先就是在搜索过程中总是首先搜索下面一步的所有可能状态，再进一步考虑更后面的各种情况。要实现广度优先搜索，可以使用队列。把下一步所有可能的状态都列举出来，放在队列中，再顺序取出来分别进行处理，处理过程中把再下一步的状态放在队列里。由于队列的操作遵循先进先出的原则，在这个处理过程中，只有在前一步的所有情况都处理完后，才能开始后面一步各情况的处理。这样，具体算法中就需要用一个整数队列 moveTo，它的每个元素表示一个可以安全到达的中间状态。另外还需要一个数据结构记录已被访问过的各个状态，以及已被发现的能够到达当前这个状态的路径。由于在这个问题的解决过程中需要列举的所有状态（二进制 0
4、000 1111）一共 16 种，所以可以构造一个包含 16 个元素的整数顺序表来实现。顺序表的第 i 个元素记录状态 i 是否已被访问过，若已被访问过则在这个顺序表元素中记入前驱状态值，把这个顺序表叫做 route。route 的每个分量初始值均为-1。route 的一个元素具有非负值表示这个状态已访问过，或是正被考虑。最后可以利用route 顺序表元素的值建立起正确的状态路径。于是得到农夫过河问题的广度优先算法。在具体应用时，采用链队和顺序队均可，为叙述的方便，不妨设为使用顺序队。模块划分1、void BA() /农夫从 B 岸到 A 岸2、void xu() /初始化三样东西的位置3、v
5、oid f() /判断农夫的位置4、int g() /判断羊的位置5、void huan () /农夫返回6、void AB() /农夫从 A 岸到 B 岸五，测试数据及运行结果运行结果：六，源程序#includeint s100,t=0;void BA(int a4,int b4);void xu(int a4) int i,j,k;for(i=0;i=t/2;i-=2) for(r=0;rt-i;r+)if(st-r!=si-r) break;if(r=t-i)break; if(it/2)return 0;else return 1;void huan(int a4,int b4,int
6、 x) int i;for(i=0;ai!=x;i+);ai=0; b3=x; xu(a); xu(b);void AB(int a4,int b4) int i;for(i=0;ai-1|i=0;i+) if(f(a,i) continue;st=ai;if(g() continue;huan(a,b,st);t+;if(a0=0) break;BA(a,b); if(a0=0) break;t-;huan(b,a,st);void BA(int a4,int b4) int i;for(i=0;bi-1|i=0;i+) if(f(b,i) continue;st=bi;if(g() con
7、tinue;huan(b,a,st);t+;AB(a,b);if(a0=0) break;t-;huan(a,b,st); void main() int i,a4=3,2,1,b4=0;AB(a,b);for(i=0;it;i+) if(i%2)printf(“农夫从 B 岸到 A 岸:“);else printf(“农夫从 A 岸到 B 岸:“);switch(si) case 0:printf(“什么都不带“);break;case 1:printf(“把狼带过河“);break;case 2:printf(“把羊带过河“);break;case 3:printf(“把菜带过河“);break;printf(“n“);
