农夫过河
问题描述: 在很久很久以前,有个农夫叫小明(ง •_•)ง,他面前有条长长的小河,农夫当然是可以游过去的,但他还有一些小伙伴——一只狼(╬▔皿▔)凸,一只羊≡[。。]≡和一颗大白菜Ω。于是上帝给了他一条小船。既然是小船,那么每次只能带一个东西过河。那么问题又来了——如果他带大白菜过河,那么失去农夫保护的小羊羔会被狼吃掉。如果带狼过河,小羊羔又会啃掉白菜,于是困惑的小明向无所不能的程序员寻求了帮助——
问题分析:
既然要安全的过河,就要先分析出怎样才是安全的:狼和羊在一起时不安全,羊和白菜在一起时不安全。
接着,为了模拟物品过河,需要把物品分为两种状态,比如1、0,在这边的为1,过河之后变为0。或者定义两个栈,过河时将物品出栈到另一个栈里面。
解决问题:
1、
如果采用1、0状态,就可以把问题转化为一个数学模型:每个物品都有1、0两种状态,共有四个物品,所以全部状态就是2⁴=16种,接着把这些状态中不安全的去掉,接下来,农夫来回过河,所以每次的状态必定是相反的,就可以进行进一步的筛选。筛选到最后就是所有可行步骤的值了。再对这些值进行分析、排序、就可以得到结果:
(1)农夫、狼、羊、白菜开始都在左岸0000,农夫拉羊从左岸到右岸1010,农夫自己从右岸到左岸0010,农夫拉着白菜从左岸到右岸1011,农夫把羊从右岸拉回左岸0001,农夫拉着狼从左岸到右岸1101,农夫自己从右岸到左岸0101,农夫拉着羊从左岸到右岸1111。
(2)农夫、狼、羊、白菜开始都在左岸0000,农夫拉羊从左岸到右岸1010,农夫自己从右岸到左岸0010,农夫拉着狼从左岸到右岸1110,农夫把羊从右岸拉回左岸0100,农夫拉着白菜从左岸到右岸1101,农夫自己从右岸回到左岸0101,农夫拉着羊从左岸到右岸1111。
2、
用栈会比用数学模型运行的时间更长,这就是数学学得好的强大之处吧。
这个方法就是纯粹一个一个试出来了。定义两个栈:岸1和岸2,每次将岸1出栈到岸2中,安全就接着从岸1出栈,不安全再尝试从岸2带回来一个是否安全(用岸的拷贝进行尝试),也不安全就只能让岸2再还给岸。
当然这样会进行很多尝试,因此可能会出现重复,从而导致无限循环。比如先把羊带过去,然后把白菜带过去,再把白菜带回来,然后带白菜过去,带白菜回来,带白菜过去,带白菜回来......,所以还需要一个历史记录,每次带过去,查看历史记录中是否有重复的,重复就跳过。所以这样多次的出栈入栈查重会花费很多时间。不过这个比较仿真,模拟了人的思考过程(安慰自己下,,)
就这样,一个一个试,总会找到属于农夫的姿势。
总结:
农夫过河问题需要进行大量的判断和计算。用代码模拟人的思考判断,通过判断去掉那些不合格的操作,再对剩下的进行筛选就会容易很多。将它转换成数学模型是更好地方式,虽然不那么直观也不容易想到,但可以更快速的计算出结果。数学模型可以很好的避开重复结果、输出出错、思维不周等很多问题。总之学好数学还是很重要的。