三個水杯

描述

給出三個水杯，大小不一，並且只有最大的水杯的水是裝滿的，其餘兩個為空杯子。三個水杯之間相互倒水，並且水杯沒有標識，只能根據給出的水杯體積來計算。現在要求你寫出一個程式，使其輸出使初始狀態到達目標狀態的最少次數。

輸入

第一行一個整數N(0<N<50)表示N組測試資料
接下來每組測試資料有兩行，第一行給出三個整數V1 V2 V3 (V1>V2>V3 V1<100 V3>0)表示三個水杯的體積。
第二行給出三個整數E1 E2 E3 （體積小於等於相應水杯體積）表示我們需要的最終狀態

輸出

每行輸出相應測試資料最少的倒水次數。如果達不到目標狀態輸出-1

樣例輸入

2
6 3 1
4 1 1
9 3 2
7 1 1

樣例輸出

3
-1

#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<queue>
using namespace std;

struct Node
{
    int a,b,c;
    int step;
    Node()
    {
        step=0;
    }
};
int Max[3];//剛開始水杯中最大的容量
int Cur[3];//水杯中目前的狀態
int End[3];//最終水杯要到達的狀態
int step;
bool b[100][100][100]= {0};

void pourWater(int i, int j)//i往j倒水
{
    if(Cur[i]==0||Cur[j]==Max[j])//如果i中沒有水或者杯子已經滿了
        return;
    if(Cur[i]>Max[j]-Cur[j])//如果i中水倒不完
    {
        Cur[i]=Cur[i]-(Max[j]-Cur[j]);
        Cur[j]=Max[j];
    }
    else//如果i中水不夠到
    {
        Cur[j]=Cur[i]+Cur[j];
        Cur[i]=0;
    }
}

//廣度優先搜尋主要思想：
//剛開始的水杯中水的狀態記為node，把node加入到佇列中
//從這個狀態開始，有6中倒水狀態，分別給初始狀態進行倒水，
//把符合條件的倒水後的水杯中水的狀態加入到佇列中，
//直到找到最後需要的狀態。
void bfs()
{
    queue<Node> q;
    Node node,cur;
    step=-1;
    node.a=Max[0];
    node.b=0;
    node.c=0;
    q.push(node);
    b[node.a][node.b][node.c]=1;
    while(!q.empty())
    {
        node = cur = q.front();
        q.pop();
        Cur[0]=cur.a;
        Cur[1]=cur.b;
        Cur[2]=cur.c;

        if(Cur[0]==End[0]&&Cur[1]==End[1]&&Cur[2]==End[2])
        {
            step=cur.step;
            break;
        }
        for(int i=0; i<3; i++)
        {
            for(int j=0; j<3; j++)
            {
                if(i!=j&&Cur[i]!=0&&Cur[j]!=Max[j])
                {
                    pourWater(i,j);
                    if(!b[Cur[0]][Cur[1]][Cur[2]])
                    {
                        b[Cur[0]][Cur[1]][Cur[2]]=true;
                        cur.a=Cur[0],cur.b=Cur[1],cur.c=Cur[2];
                        cur.step++;
                        q.push(cur);
                    }
                    cur=node;
                    Cur[0]=cur.a;
                    Cur[1]=cur.b;
                    Cur[2]=cur.c;
                }
            }
        }
    }
}
int main()
{
    int m;
    cin >> m;
    while(m--)
    {
        memset(b,0,sizeof(b));
        memset(Cur,0,sizeof(Cur));
        memset(End,0,sizeof(End));
        cin >> Max[0] >> Max[1] >> Max[2];
        cin >> End[0] >> End[1] >> End[2];
        Cur[0]=Max[0];
        bfs();
        cout << step << endl;
    }
}