课程设计--修道士野人过河问题

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1、数据结构课程设计修道士野人过河问题班级：计师111学号：1113012027姓名：成粤任课老师：陈德裕时间：2013.01.16修道士与野人问题假设有n个修道士和n个野人准备渡河，但只有一条能容纳c人的小船，为了防止野人侵犯修道士，要求无论在何处，修道士的个数不得少于野人的人数（除非修道士个数为0）。如果两种人都会划船，试设计一个算法，确定他们能否渡过河去，若能，则给出一个小船来回次数最少的最佳方案。（1）用一个三元组（x1,x2,x3）表示渡河过程中各个状态。其中，x1表示起始岸上修道士个数，x2表示起始岸上野人个数，x3表示小船位置（0——在目

2、的岸，1——在起始岸）。例如（2,1,1）表示起始岸上有两个修道士，一个野人，小船在起始岸一边。采用邻接表做为存储结构，将各种状态之间的迁移图保存下来。（2）采用广度搜索法，得到首先搜索到的边数最少的一条通路。（3）输出数据若问题有解（能渡过河去），则输出一个最佳方案。用三元组表示渡河过程中的状态，并用箭头指出这些状态之间的迁移若问题无解，则给出“渡河失败”的信息。（4）求出所有的解。1．需求分析有n个修道士和n个野人准备渡河，但只有一条能容纳c人的小船，为了防止野人侵犯修道士，要求无论在何处，修道士的个数不得少于野人的人数,否则修道士就会有危险，

3、设计一个算法，确定他们能否渡过河去，若能，则给出一个小船来回次数最少的最佳方案。用三元组（x1,x2,x3）来表示渡河过程中各个状态，其中，x1表示起始岸上修道士个数，x2表示起始岸上野人个数，x3表示小船位置（0——在目的岸，1——在起始岸）。若问题有解（能渡过河去），则输出一个最佳方案。用三元组表示渡河过程中的状态，并用箭头指出这些状态之间的迁移：目的状态←…中间状态←…初始状态，若问题无解，则给出“渡河失败”的信息。2．设计2.1设计思想（1）数据结构设计逻辑结构设计:图型结构存储结构设计:链式存储结构采用这种数据结构的好处：便于采用广度搜索

4、法，得到首先搜索到的边数最少的一条通路，输出一个最佳方案，采用图的邻接表存储结构搜索效率较高。（2）算法设计算法设计的总体设计思路为：在得到修道士人数和小船的容纳人数后，用boatcase得到所有情况，然后再进行安全性检查，以减去修道士少于野人的情况，接着用孩子兄弟结点表示法，将去对面的路作为孩子结点，路与路是兄弟关系，到达另一边时，同样以这种方法，直到找到（0，0,0）。主要分为4个模块:boatcase生成所有情况，BFS得到边数最少的最佳方案，safe安全性检测，print输出安全渡河的全过程。各个模块要完成的主要功能分别为：生成模块：生成所

5、有的可能渡河情况安全检测模块：对所有的可能渡河情况进行安全检测，，以减去修道士少于野人的情况广度搜索模块：采用广度搜索法，得到首先搜索到的边数最少的一条通路输出模块：输出所有安全渡河的全过程（2）函数接口规格说明voidLinkinit(Link**head)voidinsertson(Link*head,DataTypex)voidinsertbro(Link*head,DataTypex)intboatcase(DataTypex,intn)voidguangdu(Link*p,intn,intc)intsafe(DataTypex,intn)

6、voidprint(Link*q,Link*p)3．调试分析（1）本题是采用邻接表做为存储结构，将各种状态之间的迁移图保存下来，并用孩子兄弟表示法，以实现广度搜索；刚编好程序时出现死循环的现象，例如：带过去2个野人又带回来2个野人，在和其他同学讨论后，采用了2个标志位来避免出现死循环的现象，在进行运行的时候，曾出现了打印输出错误，经过一步一步调试，发现在插入结点的时候出现了插入错误，即没有考虑到pre的改变，通过改正，重新运行检测，运行结果正确，在排版时通过一步步调试，参考了课本和老师的课件，并与和其他同学讨论后，终于通过调试和改正，，能够使输出结

7、果很明显的渡河方案。（2）可改进内容：显示表示哪些是渡河次数最短的，最佳渡河方案一共有几种，并输出每种最佳渡河方案，另外，可尝试用深度优先搜索算法来找最佳方案。4．用户手册本程序在VC++6.0环境下运行，根据提示输入相应的渡河人数和小船能容纳的人数即可。5．测试数据及测试结果测试用例1测试输入：n=3,c=2测试目的：检验程序运行时是否会陷入死循环正确输出：见截屏输入情况图如上统计及循环效果图如上6．源程序清单#include#include#includetypedefstruct{in

8、txds;//修道士个数intyr;//野人个数intcw;//船的位置}DataType;DataTypearray[5