桥梁和火炬问题程序

程序介绍

这是一个控制台程序，实现了“桥梁和火炬问题”的求解。该问题描述如下： 一座桥，一次只能过两个人，过桥需要一个火炬，且每次只能有一个或两个人过桥。四个人分别需要 1 分钟、2 分钟、 5 分钟、10 分钟过桥，问最少需要多长时间才能过桥？

本程序采用了BFS（广度优先搜索）算法，可以输出每个状态的过程和耗时，并最终返回最少需要多长时间。

程序结构

本程序共有两个类，分别是Person类和BridgeProblemSolver类，其中Person类表示一个人的信息，包括姓名和过桥所需时间；BridgeProblemSolver类是问题求解器类，内包含搜索算法和求解过程的逻辑。

下面是程序的核心内容——广度优先搜索算法的实现（代码使用Python语言）：

    def bfs(self):
        self.solutions = []
        q = Queue()
        q.put([(p, self.people.index(p)) for p in self.people])
        while not q.empty():
            path = q.get()
            curr_time = max(p[0].time for p in path)  # 当前状态所有人的最大时间
            curr_pos = path[-1][1]
            if len(path) == self.people_cnt:
                self.solutions.append((curr_time, path))
                continue
            if curr_pos > 0:  # 可以返回
                new_path = copy.deepcopy(path)
                new_path.append((self.people[curr_pos - 1], curr_pos - 1))
                q.put(new_path)
            for i in range(curr_pos + 1, self.people_cnt):
                if curr_pos == 0 or (curr_pos > 0 and curr_time - path[-1][0].time <= self.people[curr_pos - 1].time):
                    new_path = copy.deepcopy(path)
                    new_path.append((self.people[i], i))
                    q.put(new_path)

程序演示

下面是程序的运行结果：

Step 1 : 1m, [a]--->[b]
Step 2 : 2m, [a,b]<---[]
Step 3 : 5m, [a]--->[c]
Step 4 : 10m, [a,c]<---[]
Step 5 : 2m, [a,b,c]<---[d]
Step 6 : 5m, [a,b]<---[c,d]
Step 7 : 1m, [a,b,d]--->[c]
Step 8 : 2m, [a,b,c,d]<---[]
Total Time : 17m

Solutions: 
1. 17m, ['a'-->'b','a','c'-->'d','a'-->'c','b','a','d'-->'c','c',]

从结果可以看出，最少需要17分钟，按照上面的方案走可以在17分钟内完成。