/*
有一根27厘米的细木杆，在第3厘米、7厘米、11厘米、18厘米、23厘米这五个位置上各有一只蚂蚁。
木杆很细，不能同时通过两只蚂蚁。
开始时，蚂蚁的头朝左还是朝右是任意的，它们只会朝前走或调头，但不会后退。
当任意两只蚂蚁碰头时，两只蚂蚁会同时调头朝反方向走。
假设蚂蚁们每秒钟可以走一厘米的距离。
编写程序，求所有蚂蚁都离开木杆的最小时间和最大时间。
要求：用类模拟出蚂蚁的行为特性，
进而模拟出五只蚂蚁在木杆上的运行过程来编程求解。
不能通过数学的方式直接用公式计算。
*/
class Ant{
private boolean isAlive;
private int direction;//-1左 ：1右
private int position;//不能改
public Ant(){
this(true,-1,11);
}
public Ant(int position){
this(true,-1,position);//初始化为左
}
public Ant(boolean isAlive,int direction,int position){
this.isAlive=isAlive;
this.direction=direction;
this.position=position;
}
public void move(){//多次测试，不能使用这方法
if(this.direction>0){
this.position += this.direction;
}else{
this.position += this.direction;
}
}
public void set(int position){
this.set(true,-1,position);
System.out.println(position);
}
public void setisAlive(boolean isAlive){
this.isAlive=isAlive;
}
public void set(boolean isAlive,int direction,int positon){
this.isAlive=true;
this.direction=direction;
this.position=position;
}
public int getPosition(){
return this.position;
}
public int getDirection(){
return this.direction;
}
public String toString(){
return isAlive+"\t"+direction+"\t"+position+"\t";
}
public boolean getisAlive(){
return this.isAlive;
}
}
class woodenPole{//木杆上有五只蚂蚁
int shaft;//木杆
int count;
public woodenPole(){
}
public woodenPole(int shaft){
this(shaft,0);
}
public woodenPole(int shaft,int count){
this.shaft=shaft;
this.count=count;
}
public void note(){
System.out.println("----------------------------------------------------------");
System.out.println("有一根27厘米的细木杆，在第3厘米、7厘米、11厘米、18厘米、23厘米这五个位置上");
System.out.println("各有一只蚂蚁。");
System.out.println("木杆很细，不能同时通过两只蚂蚁。");
System.out.println("开始时，蚂蚁的头朝左还是朝右是任意的，它们只会朝前走或调头，但不会后退。");
System.out.println("当任意两只蚂蚁碰头时，两只蚂蚁会同时调头朝反方向走。");
System.out.println("假设蚂蚁们每秒钟可以走一厘米的距离。");
System.out.println("编写程序，求所有蚂蚁都离开木杆的最小时间和最大时间。");
System.out.println("要求：用类模拟出蚂蚁的行为特性，");
System.out.println("进而模拟出五只蚂蚁在木杆上的运行过程来编程求解。");
System.out.println("不能通过数学的方式直接用公式计算。");
System.out.println("----------------------------------------------------------");
}
public void activate(Ant[] a){
for(int i=0;i<a.length;i++){
a[i].setisAlive(true);
}
this.enterArray(a);
}
public void shift(Ant[] a,int[][] b){
for(int i=1;i<b[0].length;i++){//先判断蚂蚁是否相遇，也就是他们的距离差是否为0
if( ( b[1][i]-b[1][i-1] == 1 ) || ( b[1][i]-b[1][i-1] == 2 ) ){
if( b[0][i-1]==1&&b[0][i]==-1 ){
b[0][i-1] = -b[0][i-1];
b[0][i] = -b[0][i];
}
}
}
}
public void orientation(int[][] arr,int n){//判断方向,核心二
int[] byteNumber=this.byNumber(arr[0].length);
for(int j=0;j<arr[0].length;j++){//先判断方向
int by= n&byteNumber[j];//与运算
if( by == 0 ){
arr[0][j]=-1;
}else{
arr[0][j]= 1;
}
}
}
public void pursuitOfAHome(Ant[] a,int[][] b){//核心一
this.count++;
for(int i=0;i<b[0].length;i++){//五只蚂蚁同时行动
if( a[i].getisAlive() ){
if( b[1][i] <= 0||b[1][i] >= this.shaft){
a[i].setisAlive(false);
b[2][i]=this.count-1;
}
b[1][i] += b[0][i];
}
}
if(this.count>40){//防止死循环的鸿沟
return ;
}
if( !this.isAllDeath(a) ){
pursuitOfAHome(a,b);
}
}
public void print(int[] a){
System.out.println();
for(int i=0;i<a.length;i++){
System.out.print(a[i]+" ");
}
System.out.println();
}
public void print(Ant[] a){
for(int i=0;i<a.length;i++){
System.out.println(a[i]);
}
}
public void print(int[][] arr){
System.out.println();
for(int i=0;i<arr.length;i++){
for(int j=0;j<arr[i].length;j++)
System.out.print(arr[i][j]+" ");
System.out.println();
}
System.out.println();
}
public int sumAnt(int[] b){
int sum=0;
for(int i=0;i<b.length;i++){
sum += b[i];
}
return sum;
}
public int slowestAnt(int[] b){
int slowest=b[0];
for(int i=1;i<b.length;i++){
if(slowest<b[i])
slowest=b[i];
}
//this.print(b);
return slowest;
}
public int[] byNumber(int n){//用来相位取数，被orientation调用
int[] arr=new int[n];
arr[0]=1;
for(int i=1;i<n;i++){//进行位运算的值
arr[i]=(int)Math.pow(2,i);
}
return arr;
}
public int[][] enterArray(Ant[] a){//木杆上蚂蚁的位置与方向放入二位数组中,个更改的，重新传入就不变
int[][] b=new int[3][a.length];
for(int i=0;i<5;i++){
b[0][i] = a[i].getDirection();
b[1][i] = a[i].getPosition();
}
return b;
}
public boolean isAllDeath(Ant[] a){
boolean flag=true;
for(int i=0;i<a.length;i++)
if( a[i].getisAlive() )
flag=false;
if(flag)
return true;
else
return false;
}
public static void main(String args[]){
Ant[] a=new Ant[]{new Ant(true,-1,3),new Ant(7),new Ant(11),new Ant(17),new Ant(23)};
woodenPole fiveAnt=new woodenPole(27);
fiveAnt.note();
int[][] arr=fiveAnt.enterArray(a);
fiveAnt.pursuitOfAHome(a,arr);
int min,max,y;
min=max=fiveAnt.slowestAnt(arr[2]);
for(int i=1;i<32;i++){//核心算法，计算各种走法
fiveAnt.count=0;
fiveAnt.activate(a);//激活蚂蚁，历史重来。
arr=fiveAnt.enterArray(a);//使位置不变
fiveAnt.orientation(arr,i);//判断方向
fiveAnt.pursuitOfAHome(a,arr);//a传入是为了判生死的
y=fiveAnt.slowestAnt(arr[2]);
if( min>y ){
min=y;
}
if( max<y ){
max=y;
}
}
System.out.println("min:"+min+"\nmax:"+max);
}
}
/*
有一根27厘米的细木杆，在第3厘米、7厘米、11厘米、18厘米、23厘米这五个位置上各有一只蚂蚁。
木杆很细，不能同时通过两只蚂蚁。
开始时，蚂蚁的头朝左还是朝右是任意的，它们只会朝前走或调头，但不会后退。
当任意两只蚂蚁碰头时，两只蚂蚁会同时调头朝反方向走。
假设蚂蚁们每秒钟可以走一厘米的距离。
编写程序，求所有蚂蚁都离开木杆的最小时间和最大时间。
要求：用类模拟出蚂蚁的行为特性，
进而模拟出五只蚂蚁在木杆上的运行过程来编程求解。
不能通过数学的方式直接用公式计算。
*/
写了两天，不容易啊！