本文實例講述了C++基于人工智能搜索策略解決農夫過河問題。分享給大家供大家參考，具體如下：
問題描述
一農夫帶著一頭狼，一只羊和一個白菜過河，小船只能一次裝載農夫和一樣貨物，狼會吃羊，羊會吃白菜，只有農夫在時才安全?，F欲讓所有物品包括農夫都安全過道河對岸，求最佳答案。
狀態空間
用16*4的矩陣：a[16][4]，存放每一步的狀態，第一列表示農夫的狀態，第二列表示菜的狀態，第三列表示羊的狀態，第四列表示狐貍的狀態，數組a里面的元素只為0或1，0代表在左岸，1代表在右岸。
初始狀態a[0][0]=a[0][1]=a[0][2]=a[0][3]=0,目標狀態是矩陣的某一行全為1。
操作規則
1. 農夫做往返運動，即第i步中，a[i][0] = i%2。
2. 每次農夫過河，可以選擇帶一件貨物，也可以選擇不帶。
3. 在農夫不在場的情況下，狼和羊不能在一起，羊和白菜不能在一起。
搜索策略
為了避免重復，我們將搜索過的狀態放到set中，之后避開搜索這個狀態即可。
我們使用深度優先搜索。搜索過程為：農夫做往返運動，當農夫從左岸到右岸時，優先選擇帶貨物過河，當農夫從右岸到左岸時，優先選擇不帶貨物過河。做出選擇之后，前進一步，看看是否達到目標狀態，如果沒有達到，則農夫繼續往返，知道搜索到目標狀態，或者找不到解為止。
C++代碼實現
#include <iostream>#include <cstring>#include <string>#include <set>using namespace std;void search(int i);int a[16][4];set<int> s;int b[16];string ss[2];string t[4];int k;int level;int count1(int a[])//將當前狀態轉化為10進制數 { return a[0]*8+a[1]*4+a[2]*2+a[3];}void show(int a[])//顯示結果函數 { cout<<" 左邊："; for(int i=1;i<=3;i++) if(a[i]==0) cout<<t[i]<<" "; cout<<" "; cout<<"右邊："; for(int i=1;i<=3;i++) if(a[i]==1) cout<<t[i]<<" "; cout<<endl<<endl; }void bringSomething(int i)//假設農夫會帶走某個東西 { for(int j=1;j<=3;j++) { if(a[i][j]==a[i][0])//若j原來和農夫同一個位置，則農夫有可能將j帶走。 { a[i+1][j]=a[i+1][0];//假設將j帶走 if((!(a[i+1][1]==a[i+1][2]&&a[i+1][1]!=a[i+1][0]||a[i+1][3]==a[i+1][2]&&a[i+1][2]!=a[i+1][0]))&&s.count(count1(a[i+1]))==0&&i>=level)//第i+1層將j帶走時滿足條件，則繼續搜索第i+1層 { s.insert(count1(a[i+1])); b[i]=1; cout<<ss[a[i][0]]<<t[j]<<" "; show(a[i+1]); level++; search(i+1); } else //若不滿足條件則恢復 { a[i+1][j]=a[i][j]; } } }}void bringNothing(int i)//假設農夫什么也不帶走 { if((!(a[i+1][1]==a[i+1][2]&&a[i+1][1]!=a[i+1][0]||a[i+1][3]==a[i+1][2]&&a[i+1][2]!=a[i+1][0]))&&s.count(count1(a[i+1]))==0&&i>=level) { if(i==0) cout<<"農夫從左邊去右邊，什么也不帶"; else cout<<"農夫從右邊回左邊，什么也不帶"; show(a[i+1]); s.insert(count1(a[i+1])); search(i+1); level++; } else b[i]=0;}void search(int i)//從第i層開始搜索判斷第i+1層可能的情況 { if(i>=16||count1(a[i])==15) return; for(int j=1;j<=3;j++)//用第i層來初始化第i+1層 { a[i+1][j]=a[i][j]; } b[i]=-1; if(i%2==1)//在右岸，先考慮農夫什么也不帶走 { bringNothing(i); if(b[i]==0) bringSomething(i); } else{//在左岸，先考慮農夫會帶走某一樣東西。 bringSomething(i); if(b[i]!=1) bringNothing(i); }}int main(){ ss[0]="農夫從左邊去右邊，帶上"; ss[1]="農夫從右邊回左邊，帶上"; t[1]="菜"; t[2]="羊"; t[3]="狐貍"; memset(a,0,sizeof(a)); for(int i=0;i<16;i++) { a[i][0]=i%2; } s.clear(); k=0; level=0; s.insert(0); //先將初始狀態儲存起來 search(0); //從第0層開始搜索 for(int i=0;i<16;i++) { for(int j=0;j<4;j++) cout<<a[i][j]<<" "; cout<<endl; if(count1(a[i])==15) break; } return 0;}結果
農夫從右邊回左邊，什么也不帶 左邊：菜 狐貍 右邊：羊農夫從左邊去右邊，帶上菜 左邊：狐貍 右邊：菜 羊農夫從右邊回左邊，帶上羊 左邊：羊 狐貍 右邊：菜農夫從左邊去右邊，帶上狐貍 左邊：羊 右邊：菜 狐貍農夫從右邊回左邊，什么也不帶 左邊：羊 右邊：菜 狐貍農夫從左邊去右邊，帶上羊 左邊： 右邊：菜 羊 狐貍0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1
希望本文所述對大家C++程序設計有所幫助。
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