Python 携手农夫：巧解经典过河难题

2024-02-11 20:46:07

亲爱的读者们，欢迎踏入我们探讨编程世界的旅程。今天，我们将携手 Python，解开一个经典难题——农夫过河。让我们踏上这段逻辑与代码交织的精彩冒险，让 Python 的力量成为我们的向导！

背景故事：农夫过河的难题

在一条平静的河边，一位农夫面临着一道令人头疼的谜题。他需要将自己、一只狼、一只羊和一棵白菜安全运送到河对岸。然而，他的小船每次最多只能搭载他本人和一种东西。更棘手的是，狼会吃掉羊，羊会吃掉白菜。农夫必须制定一个巧妙的计划，确保所有物品都能安全抵达。

Python 登场：巧妙解题

农夫过河难题看似复杂，但有了 Python 的帮助，一切变得迎刃而解。Python 以其强大的逻辑能力和灵活的语法，为我们提供了解决问题的利器。让我们一步步剖析 Python 如何巧妙解题：

定义场景： 首先，我们用 Python 对象表示农夫、狼、羊和白菜。
设定规则： 接着，我们建立规则，规定狼不能与羊同在，羊不能与白菜同在，农夫必须在场。
递归求解： Python 的递归特性派上用场了。我们通过递归调用，枚举所有可能的组合和顺序，直到找到满足条件的解。
打印结果： 最后，我们输出 Python 计算出的最优解，展示农夫是如何巧妙地过河的。

代码示例：

import itertools

class State:
    def __init__(self, farmer, wolf, goat, cabbage):
        self.farmer = farmer
        self.wolf = wolf
        self.goat = goat
        self.cabbage = cabbage

    def is_valid(self):
        return (not (self.wolf and self.goat and not self.farmer)) and (not (self.goat and self.cabbage and not self.farmer))

def solve():
    initial_state = State(True, True, True, True)
    goal_state = State(False, False, False, False)

    visited = set()
    queue = [initial_state]

    while queue:
        current_state = queue.pop(0)
        if current_state not in visited:
            visited.add(current_state)

            if current_state == goal_state:
                return current_state

            for next_state in itertools.product([True, False], repeat=4):
                new_state = State(*next_state)
                if new_state.is_valid():
                    queue.append(new_state)

    return None

result = solve()
if result:
    print("农夫过河步骤如下：")
    while result:
        print(result)
        result = result.previous
else:
    print("没有找到解决方案")