迷宫问题(解救小哈)
文章目录
- 解救小哈
- 完整代码
- 读入数据
- 输出数据
- 总结
解救小哈
迷宫由n行m列的单元格组成(n和m都<=50),每个单元格要么是空地要么是障碍物。小哼要以最快的速度解救小哈,帮助小哼找到一条从迷宫起点通往小哈所在位置的最短路径。注:障碍物不能走,也不能走到迷宫之外。
首先我们可以用一个二维数组来储存这个迷宫,刚开始的时候,小哼处于迷宫的入口处(1,1),小哈在(p,q)。就是找从(1,1)到(p,q)的最短路径。小哼一开始在(1,1)他只能往右或者往下走。先让小哼往右边走,直到走不通了再回到这里,然后再走另外一个方向。规定按顺时针尝试(右,下,左,上)
我们先来看小哼一步之内到达的点有(1,2)和(2,1),先往右走走到(1,2),再往下走走到(2,2),因为仍然没有找到小哈,所以得继续走,直到无路可走或者找到小哈。但是需要注意,并不是找到小哈就结束了,因为这只是其中的一个路径,但不一定是最短的。现在我们尝试用DFS深度搜索来实现。DFS()处理的是当前应该怎么办。小哼面对的问题是,先检查自己是不是在小哈的位置,如果没有则找出下一步可以走的地方。我们设置3个参数,分别表示x的坐标,y坐标以及当前走过的步数step。
void DFS(int x, int y, int step)
{return;
}
判断是否已经到达小哈的位置,只需要比较当前坐标和小哈的坐标是否相等即可
void DFS(int x, int y, int step)
{//判断是否到达小哈的位置if (x == p && y == q){//更新最小值if (step < min)min = step;return;//这里的返回很重要}return;
}
如果没有找到小哈的位置,则找出下一步可以走的位置,因为有四个方向,按照之前的约定,右,下,左,上的顺序。我们定义一个方向数组next
int next[4][2] = { {0,1},//向右走{1,0},//向下走{0,-1},//向左走{-1,0} };//向上走
通过这个方向数组,使用循环很容易获得下一步的坐标。将下一步的横坐标用tx存储,纵坐标用ty存储。
for (k = 0; k <= 3; k++){//计算的下一个点的坐标tx = x + next[k][0];ty = y + next[k][1];}
再对(tx,ty)判断是否越界,是否遇到障碍物,是否重复。用book[tx][ty]记录格子是否已经在路径中
如果这个点符合所有的要求,就看下一个点,此时用到递归DFS(tx,ty,step+1)
for (k = 0; k <= 3; k++){//计算的下一个点的坐标tx = x + next[k][0];ty = y + next[k][1];//判断是否越界if (tx<1 || tx>n || ty<1 || ty>m)continue;//判断障碍物或者重复if (a[tx][ty] == 0 && book[tx][ty] == 0){book[tx][ty] = 1;//标记这个点已经走过DFS(tx, ty, step + 1);//开始尝试下一个点book[tx][ty] = 0;//尝试结束,取消这个点的标记}}
完整代码
#include<stdio.h>
int n, m, p, q, min = 99999999;
int a[51][21], book[51][51];
void DFS(int x, int y, int step)
{int next[4][2] = { {0,1},//向右走{1,0},//向下走{0,-1},//向左走{-1,0} };//向上走int tx,ty,k;//判断是否到达小哈的位置if (x == p && y == q){//更新最小值if (step < min)min = step;return;//这里的返回很重要}//枚举四种走法for (k = 0; k <= 3; k++){//计算的下一个点的坐标tx = x + next[k][0];ty = y + next[k][1];//判断是否越界if (tx<1 || tx>n || ty<1 || ty>m)continue;//判断障碍物或者重复if (a[tx][ty] == 0 && book[tx][ty] == 0){book[tx][ty] = 1;//标记这个点已经走过DFS(tx, ty, step + 1);//开始尝试下一个点book[tx][ty] = 0;//尝试结束,取消这个点的标记}}return;
}
int main()
{int i, j, startx, starty;//读入n和m,n为行,m为列scanf_s("%d %d", &n, &m);//读入迷宫for (i = 1; i <= n; i++)for (j = 1; j <= m; j++)scanf_s("%d", &a[i][j]);//读入起点和终点坐标scanf_s("%d %d %d %d", &startx, &starty, &p, &q);//从起点开始搜索book[startx][starty] = 1;//标记起点已经在路径中,防止后面重复走//第一个参数是起点x的坐标,第二个参数是起点y的坐标,第三个参数是初始化步数0DFS(startx, starty, 0);//输出最短步数printf("%d", min);getchar(); getchar();return 0;
}
读入数据
输入以下数据进行验证。第一行代表迷宫的行和列;0和1代表空地和障碍物。最后一行代表入口x和y的坐标,后两个为小哈的x和y的坐标
5 4
0 0 1 0
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 0 0 1
1 1 4 3
输出数据
7
总结
我们仍然要明确DFS算法是解决当前面临的问题,找到当前需要解决的问题,就能写出DFS函数。
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