题目：
标题：分红酒
有4个红酒瓶子，它们的容量分别是：9升, 7升, 4升, 2升
开始的状态是 [9,0,0,0]，也就是说：第一个瓶子满着，其它的都空着。
允许把酒从一个瓶子倒入另一个瓶子，但只能把一个瓶子倒满或把一个瓶子倒空，不能有中间状态。这样的一次倒酒动作称为1次操作。
假设瓶子的容量和初始状态不变，对于给定的目标状态，至少需要多少次操作才能实现？
本题就是要求你编程实现最小操作次数的计算。
输入：最终状态（逗号分隔）
输出：最小操作次数（如无法实现，则输出-1）
例如：
输入：
9,0,0,0
应该输出：
0
输入：
6,0,0,3
应该输出：
-1
输入：
7,2,0,0
应该输出：
2
分析：
对于状态的理解，对于学习算法是非常重要的，尤其是对于搜索的算法和动态规划的算法。我们可以把四个瓶子里面的水的体积抽象成一种状态（a, b, c, d）,然后状态转移无非就是a->b, b->a, c-> a, a->c, b->c, c->b, d->a, a->d, d->c, c->d, b->d, d->b共A（4,2） = 3 * 4 = 12种。当然其中有一些操作是无效的，比如a为空，a就不可以倒给其他瓶子了。a要是满，其他瓶子也不能倒给a。
状态定义好了，状态转移的操作也理清了，下一步就是爆搜了。由于这里要的是最少的操作，那就用广度优先搜索。
为了提高搜索的效率，防止一个状态被搜索到多次，我们用一个hash （哈希）标志 状态是否被搜到过。
为了代码编起来简洁一些，我们定义一个数组bot[4]存储每个瓶子里面的酒的体积。 具体见代码。
算法框架：
1、用一个数组end[4]记录目标状态，并输入状态
2、用一个数组cap[4]记录每个瓶子的最大容量
3、将初始状态放入队列
4、从队列中取出队头的状态
5、判断是否是目标状态，是的话直接输入到达该状态需要多少步，算法结束
6、执行12中可能的操作，当然其中有一些不可行，得到操作后的状态，放入队列
7、重复4、5、6直到队列为空，则输出-1，否则必从5输出了结果
代码：
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<cstdlib>
#include<queue>
using namespace std;
struct State
{
int bot[4], step;
};
int cap[5] = {9, 7, 4, 2};
bool vis[10][8][5][3];
bool pour(State& tmp, int i, int j)
{
if(tmp.bot[i] == 0) return false;
if(tmp.bot[j] == cap[j]) return false;
if(tmp.bot[i] + tmp.bot[j] <= cap[j])
{
tmp.bot[j] = tmp.bot[i] + tmp.bot[j];
tmp.bot[i] = 0;
}
else
{
tmp.bot[i] -= (cap[j] - tmp.bot[j]);
tmp.bot[j] = cap[j];
}
if(vis[tmp.bot[0]][tmp.bot[1]][tmp.bot[2]][tmp.bot[3]])
{
return false;
}
else
{
vis[tmp.bot[0]][tmp.bot[1]][tmp.bot[2]][tmp.bot[3]] = 1;
}
tmp.step ++;
return true;
}
int main(void)
{
memset(vis, 0, sizeof(vis));
int end[5];
for(int i = 0; i < 4; i ++)
scanf("%d", &end[i]);
queue<State> q;
q.push((State){{9, 0, 0, 0},0});
bool flag = false;
while(!q.empty())
{
State tmp = q.front();
q.pop();
int i;
for(i = 0; i < 4; i ++)
{
if(tmp.bot[i] != end[i])
break;
}
if(i == 4)
{
flag = true;
printf("%d\n", tmp.step);
break;
}
for(int i = 0; i < 4; i ++)
{
for(int j = 0; j < 4; j ++)if(i != j)
{
State tmp2 = tmp;
if(pour(tmp2, i, j))
{
q.push(tmp2);
}
}
}
}
if(!flag)
printf("-1\n");
return 0;
}