蓝桥-分酒问题

3. 分酒问题
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（空格分隔）
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

测试用例：
输入：2,4,1,2
输出：6
输入：3,1,3,2
输出：9
输入：2,6,1,0
输出：7

// 图的节点就是状态，在运行中才产生
import java.util.*;
public class A
{
  // 当前状态的可达集合
  static Set move(String cur){
    int[] cap = {9,7,4,2};
    int[] data = new int[4];
    String[] ss = cur.split(" ");
    for(int i=0; i<4; i++) data[i] = Integer.parseInt(ss[i]);
    
    Set set = new HashSet();
    // 试着从i倒入j
    for(int i=0; i<4; i++)
    for(int j=0; j<4; j++){
      if(j==i) continue;
      if(data[i]==0) continue;  //源空
      if(data[j]==cap[j]) continue; //目标满了
      
      int sum = data[i]+data[j];  
      int vi = (sum <= cap[j])? 0 : sum - cap[j]; // 假如倒酒后，i号的新值
      int vj = (sum <= cap[j])? sum : cap[j];  // 假如倒酒后，j号的新值
  
      //生成新的状态串
      String s = "";
      for(int k=0; k<4; k++){
        if(k==i) s += vi + " ";
        else if(k==j) s += vj + " ";
        else s += data[k] + " ";
      }
      
      set.add(s.trim());
    }
    
    return set;
  }

  static int f(Set hist, Set from, String goal){
    if(from.contains(goal)) return 0;
    
    Set from2 = new HashSet();
    for(Object it: from){
      Set t = move(it.toString());
      from2.addAll(t);
    }
    
    from2.removeAll(hist);
    if(from2.isEmpty()) return -1;
    
    hist.addAll(from2);
    int r = f(hist, from2, goal);
    if(r<0) return r;
    return r + 1;
  }

  public static void main(String[] args){
    Scanner scan = new Scanner(System.in);
    
    Set from = new HashSet(); //出发态
    from.add("9 0 0 0");
    Set hist = new HashSet(); //所有历史态
    hist.addAll(from);
    
    System.out.println(f(hist,from,scan.nextLine().trim()));
  }
}