第50期-八人过河

1 问题描述

现在有8个人分别为：1个父亲，带着他的2个儿子。1个母亲，带着她的2个女儿；1个警察，带着1个犯人； 开始时，8个人都是在河的左岸。现在需要过河，过河时需要注意下面5条说明：
1，只有警察、父亲和母亲可以划船；
2，警察如果离开犯人，犯人就会伤害其他人；
3，母亲不在时，这个父亲会伤害她的女儿。
4，父亲不在时，这个母亲也会伤害他的儿子；
5，船上一次最多只能坐两个人。
试用python求出过河方案。

#2 解题思路

• 第一步： 首先需要创建函数排除所有不能出现的情况
• 第二步： 遍历所有过河的可能
• 第三步： 通过第一步与第二部结合排除大部分情况
• 第四步： 可能会出现两个人往返过河无限循环的情况，需要排除这种情况

#3 解题方法

left,ship,right,ship2=['警察','犯人','父亲','儿子','儿子','母亲','女儿','女儿'],[],[],[]
i=j=t=0


def rules(left1,right1,ship1):
    x=[left1,right1,ship1]
    for i in x:
        if ('父亲' not in i) and ('母亲' in i) and ('儿子' in i) :
            assert False
        if ('母亲' not in i) and ('父亲' in i) and ('女儿' in i) :
            assert False
        if ('警察' not in i) and ('犯人' in i) and (len(i)!=1):
            assert False
        if (i==ship1):
            if '父亲' not in i and '母亲' not in i and '警察' not in i:
                assert False

def actions_1(ship1,right1,left1):
    global ship,right,left,i,j,ship2
    while True:
            left1=left[:]
            ship1=ship[:]
            right1=right[:]
            ship1.append(left1.pop(i))
            ship1.append(left1.pop(j))
            for k in ship1:
                right1.append(k)
            try:
                rules(left1,right1,ship1)
                if sorted(ship1)==sorted(ship2):
                    assert False
                break
            except:
                j=j+1
                if j>len(left1):
                    i=i+1
                    j=i
                if i == len(left1)+1:
                    break
    ship2=ship1
    ship=[]
    right=right1
    left=left1
    i=j=0

def actions_2(ship1,right1,left1):
    global ship,right,left,i,j,t,ship2
    while True:
            left1=left[:]
            ship1=ship[:]
            right1=right[:]
            ship1.append(right1.pop(t))
            for k in ship1:
                left1.append(k)
            try:
                rules(left1,right1,ship1)
                break
            except:
                t=t+1
                if t == len(right1)+1:
                    left1=left[:]
                    ship1=ship[:]
                    right1=right[:]
                    break
    if ship1==[]:
        while True:
            left1=left[:]
            ship1=ship[:]
            right1=right[:]
            ship1.append(right1.pop(i))
            ship1.append(right1.pop(j))
            for k in ship1:
                left1.append(k)
            try:
                rules(left1,right1,ship1)
                break
            except:
                j=j+1
                if j>len(right1):
                    i=i+1
                    j=i
                if i == len(right1)+1:
                    break
    ship2=ship1
    ship=[]
    right=right1
    left=left1
    i=j=t=0
while True:
    actions_1(ship,right,left)
    print(f'{ship2}从左往右')
    print(f'此时左边剩下{left}，右边剩下{right}')
    actions_2(ship,right,left)
    print(f'{ship2}从右往左')
    print(f'此时左边剩下{left}，右边剩下{right}')
    if len(left)==2:
        actions_1(ship,right,left)
        print(f'{ship2}从左往右')
        print(f'此时左边剩下{left}，右边剩下{right}')
        break

第1行： 定义列表left、ship、right、ship2并分别添加元素（ship与ship2用来判断是否出现重复循环）
第2行： 定义变量i、j、k用来判断何时结束循环
第5行： 定义规则函数rules并引入自变量left1,right1,ship1
第6行： 为left1,right1,ship1创建列表x
第7-16行： 根据题意创建规则，若违反规则则报错，用于与后面try、except语句相互配合
第18-19行： 创建函数actions_1并引入全局变量ship,right,left,i,j,ship2，代表船从左到右
第20行： 无限循环直到不触碰规则
第21-23行： 复制列表left、ship、right到left1,right1,ship1中
第24-25行： 从左边（left1列表中）选出两个元素移到ship1中
第26-27行： 使用for循环遍历ship1中的元素移到右边（right1列表中）（不删除船中的元素，用以判断本次运行过程是否触发规则）
第28-29行： 判断左岸、船上、右岸的人员是否都会安全，不安全则报错
第30-31行： 判断从右到左的船上和从左到右的船上两人是一样的，若是一样的会陷入循环，报错
第32行： 若都不报错，则行动正确，结束循环
第33行： 若try中报错，则运行此处
第34-37行： 索引i、j进行变化以便下次索引
第38-39行： 超出列表则结束循环（若代码正确这段可以不要）
第40-41行： ship2记住本次行动人员以便下次判断是否重复，ship船清零
第42-43行： 左右两岸记住本次剩余人员
第44行： i、j清零用于下次索引
第46-47行： 创建函数actions_2并引入全局变量ship,right,left,i,j,t,ship2，代表船从右到左
第48行： 无限循环直到不触碰规则
第49-51行： 复制列表left、ship、right到left1,right1,ship1中
第52行： 从右边（right1列表中）选出一个元素移到ship1中（优先选出一个，用于求解）
第53-54行： 使用for循环遍历ship1中的元素移到左边（left1列表中）（不删除船中的元素，用以判断本次运行过程是否触发规则）
第55-56行： 判断左岸、船上、右岸的人员是否都会安全，不安全则报错
第57行： 结束循环（这里一个人和两个人不可能重复，不用判断是否与上次船相等）
第58行： 若try中报错，则运行此处
第59行： 索引t进行变化以便下次索引
第60-64行： 超出列表则结束循环并给left1,right1,ship1重新复制
第65-88行： 参考20-44行，代码基本相同，表示从右边运输两个人到左边
第89行： 无限循环直到运输完毕
第90-95行： 引用左右船两个函数并输出左岸的人数，以及船上的人
第96-100行： 由于最后一段是从左岸到右岸，判断左岸人数是否为2，是则进行最后一次运输并结束循环

代码运行结果为：

#小思考1

为什么65-88行中不用判断是否与前面过来的船重复呢？

#小思考2

代码中有哪些是可以删除的嘛