Java与算法之(5) - 老鼠走迷宫(深度优先算法)
小老鼠走进了格子迷宫,如何能绕过猫并以最短的路线吃到奶酪呢?
注意只能上下左右移动,不能斜着移动。
在解决迷宫问题上,深度优先算法的思路是沿着一条路一直走,遇到障碍或走出边界再返回尝试别的路径。
首先用一个二维数组来把迷宫“数字化”。
- int[][] maze = new int[5][4];
迷宫中每个格子的横纵坐标对应数组的一维和二维索引,例如最左上角的格子是maze[0][0],数组的值表示该格子是否可以通过,0表示可以通过,1表示该格子有猫。
初始化迷宫,标记猫的位置:
- this.maze[2][0] = 1;
- this.maze[1][2] = 1;
- this.maze[2][2] = 1;
- this.maze[3][2] = 1;
起点位置坐标是x=0,y=0,如果向右移动就是x=x+1,y=y,向下移动是x=x,y=y+1。我们预先规定每到一个格子都按照右、下、左、上的顺序尝试下一个格子是否能走,如果右边的格子没有猫且未出边界,就移动到下一个格子,继续按照右、下、左、上的顺序尝试;如果右边的格子不能走则尝试下面的格子。
下面这个二维数组用来遍历尝试四个方向的格子:
- int[][] next = new int[][] {
- {1, 0},
- {0, 1},
- {-1, 0},
- {0, -1}
- };
为了不走回头路,我们还需要另外一个二维数组标记哪些格子是已走过的,如果已走过则不能回头。
- int[][] mark = new int[5][4];
用一个栈记录路径
- LinkedList<Integer> map = new LinkedList<>();
走格子的思路是:
- for(遍历四个方向的格子) {
- if(格子超出边界 或 格子有猫 或 格子已经走过) {
- continue;
- } else {
- 移动到格子
- 记录当前格子已走过
- 记录当前路径
- for(以新格子为中心遍历四个方向的格子) {
- ......
- }
- }
- }
但是我们并不知道要走多少步才能到达目标,也就不知道循环要嵌套多少层,但是可以看出每次新的遍历循环开启后,执行的代码和上一层循环是一样的,所以这里用递归解决。来看完整的代码:
- import java.util.LinkedList;
- public class DfsRatMaze {
- int min = Integer.MAX_VALUE;
- int endX = 3; //目标点横坐标
- int endY = 3; //目标点纵坐标
- int width = 5; //迷宫宽度
- int height = 4; //迷宫高度
- int[][] maze = new int[5][4];
- int[][] mark = new int[5][4];
- LinkedList<Integer> map = new LinkedList<>();
- public void dfs(int startX, int startY, int step) {
- int[][] next = new int[][] { //按右->下->左->上的顺序尝试
- {1, 0},
- {0, 1},
- {-1, 0},
- {0, -1}
- };
- int nextX, nextY;
- int posible;
- if(startX == endX && startY == endY) {
- if(step < min)
- min = step;
- for(int i = map.size() - 1; i >= 0; i -= 2){
- nextX = map.get(i);
- nextY = map.get(i - 1);
- System.out.print("[" + nextX + "," + nextY + "]");
- if(i != 1)
- System.out.print("->");
- }
- System.out.println();
- return;
- }
- for(posible = 0; posible < next.length; posible++) { //按右->下->左->上的顺序尝试
- nextX = startX + next[posible][0];
- nextY = startY + next[posible][1];
- if(nextX < 0 || nextX >= width || nextY < 0 || nextY >= height) { //超出边界
- continue;
- }
- if(maze[nextX][nextY] == 0 && mark[nextX][nextY] == 0) { //非障碍且未标记走过
- map.push(nextX);
- map.push(nextY);
- mark[nextX][nextY] = 1;
- dfs(nextX, nextY, step + 1); //递归调用, 移动到下一格
- mark[nextX][nextY] = 0;
- map.pop();
- map.pop();
- }
- }
- }
- /*
- * 初始化迷宫
- */
- public void initMaze() {
- this.maze = new int[width][height];
- this.mark = new int[width][height];
- this.maze[2][0] = 1;
- this.maze[1][2] = 1;
- this.maze[2][2] = 1;
- this.maze[3][2] = 1;
- this.mark[0][0] = 1;
- //打印迷宫 _表示可通行 *表示障碍 !表示目标
- for(int y = 0; y < height; y++) {
- for(int x = 0; x < width; x++) {
- if(x == endX && y == endY) {
- System.out.print("! ");
- } else if(this.maze[x][y] == 1) {
- System.out.print("* ");
- } else {
- System.out.print("_ ");
- }
- }
- System.out.println();
- }
- System.out.println();
- }
- public static void main(String[] args) {
- int startX = 0;
- int startY = 0;
- DfsRatMaze d = new DfsRatMaze();
- d.initMaze();
- d.dfs(startX, startY, 0);
- if(d.min < Integer.MAX_VALUE)
- System.out.println("最少需要" + d.min + "步");
- else
- System.out.println("目标地点无法到达");
- }
- }
运行后输出:
- [1,0]->[1,1]->[2,1]->[3,1]->[4,1]->[4,2]->[4,3]->[3,3]
- [1,0]->[1,1]->[2,1]->[3,1]->[3,0]->[4,0]->[4,1]->[4,2]->[4,3]->[3,3]
- [1,0]->[1,1]->[0,1]->[0,2]->[0,3]->[1,3]->[2,3]->[3,3]
- [0,1]->[1,1]->[2,1]->[3,1]->[4,1]->[4,2]->[4,3]->[3,3]
- [0,1]->[1,1]->[2,1]->[3,1]->[3,0]->[4,0]->[4,1]->[4,2]->[4,3]->[3,3]
- [0,1]->[0,2]->[0,3]->[1,3]->[2,3]->[3,3]
- 最少需要6步
可以看到,程序计算出了所有路线,并找到了最短的路线。而整个代码还不到100行,真是神奇的算法。
Java与算法之(5) - 老鼠走迷宫(深度优先算法)的更多相关文章
- 老鼠走迷宫I
转自:http://blog.csdn.net/holymaple/article/details/8582517 说明:老鼠走迷宫是递回求解的基本提醒,我们在二维阵列中使用2来表示迷宫墙壁,使用1来 ...
- 老鼠走迷宫II
转自:http://blog.csdn.net/holymaple/article/details/8636234 由于迷宫的设计,老鼠走迷宫的入口至出口路径可能不止一条,如何求出所有的路径呢? 解法 ...
- noj->电子老鼠走迷宫
00 问题 描述: 有一只电子老鼠被困在如下图所示的迷宫中.这是一个12*12单元的正方形迷宫,黑色部分表示建筑物,白色部分是路.电子老鼠可以在路上向上.下.左.右行走,每一步走一个格子.现给定一个起 ...
- noj电子老鼠走迷宫(深搜dfs)超时错误
1042.电子老鼠闯迷宫 时限:1000ms 内存限制:10000K 总时限:3000ms 描述 有一只电子老鼠被困在如下图所示的迷宫中.这是一个12*12单元的正方形迷宫,黑色部分表示建筑物,白色 ...
- 老鼠走迷宫(2)输出所有路径(C语言)
需求 有一个迷宫,在迷宫的某个出口放着一块奶酪.将一只老鼠由某个入口处放进去,它必须穿过迷宫,找到奶酪.请找出它的行走路径. STEP 1 题目转化 我们用一个二维数组来表示迷宫,用2表示迷宫的墙壁, ...
- 老鼠走迷宫(1)输出唯一路径(C语言)
需求 有一个迷宫,在迷宫的某个出口放着一块奶酪.将一只老鼠由某个入口处放进去,它必须穿过迷宫,找到奶酪.请找出它的行走路径. STEP 1 题目转化 我们用一个二维数组来表示迷宫,用2表示迷宫的墙壁, ...
- Java与算法之(12) - 老鼠再闯迷宫(广度优先算法)
贪吃的小老鼠又回来了,这次有什么新的办法吃到奶酪呢? 规则不变,只能上下左右在格子内移动. 因为上次的深度优先算法让老鼠走了不少冤枉路,这次老鼠带来了帮手探路鼠.探路鼠的使用规则如下: 小老鼠按右.下 ...
- Java基于OpenCV实现走迷宫(图片+路线展示)
Java基于OpenCV实现走迷宫(图片+路线展示) 由于疫情,待在家中,太过无聊.同学发了我张迷宫图片,让我走迷宫来缓解暴躁,于是乎就码了一个程序出来.特此记录. 原图: 这张图,由于不是非常清晰, ...
- golang 实现广度优先算法(走迷宫)
maze.go package main import ( "fmt" "os" ) /** * 广度优先算法 */ /** * 从文件中读取数据 */ fun ...
随机推荐
- Java Web 单表操作
为了测试 JavaWeb 项目,我做了一个关于一张表的更新操作. 1.加群 如果需要本项目的源码,欢迎加群:438255459 2.解压 解压开这个包,然后用 Eclipse 打开项目,至于涉及到 T ...
- Java思维导图之Class对象
Class对象相关知识导图: 导图源文件保存地址:https://github.com/wanghaoxi3000/xmind
- SQLMap安装步骤
SQLMap是利用Python语言写的,所以需要将Python这个语言环境给安装上 : 1.首先下载Python(这里Python版本为2.7.2,可以下载不同或高版本的) 2.然后在下载sqlmap ...
- iOS masonry九宫格 单行 多行布局
Masonry是个好东西,在当前尺寸各异的iOS开发适配中发挥着至关重要的作用,由于项目中Masonry布局用的比较多,对于UI布局也有了一些自己的理解,经常会有人问道Masonry布局九宫格要怎么布 ...
- iOS APP跳转设置界面以及设置中的其他界面
1.跳转设置总页面(iOS10+以及之前的都可以用:ios10+ 是跳转到了应用到设置界面) [[UIApplication sharedApplication]openURL:[NSURL URLW ...
- iOS 轮播中遇到的问题(暂停、重新启动)
一. 轮播的优化或者用Collection来实现 二.Timer 问题 我们可以这样来使用一个Timer [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 ta ...
- 小白的Python之路 day4 生成器并行运算
一.概述 我们已经明白生成器内部的结构,其实就是通过像函数这样的东西实现的! 多线程和单线程:简单来说多线程就是并行运算,单线程就是串行运算 二.生成器执行原理 第一步:生成一个生成器 第二步:执行 ...
- 'boost/iterator/iterator_adaptor.hpp' file not found之xcode生成时报错的解决方案
xcode生成rn(0.49.3)项目的时候出现“'boost/iterator/iterator_adaptor.hpp' file not found之xcode”报错. 原因: /Users/x ...
- ArcGIS API for JavaScript 4.2学习笔记[13] Layer的弹窗(PopupTemplate)
上一篇文章中讲到Popup是一个弹窗,是View对象的默认内置弹窗,并且在View对象构造时就顺便构造了. 那么这个PopupTemplate是什么呢? 后半截单词Template是"模板& ...
- lesson - 8 课程笔记 tar / gzip /bzip2 / xz /
作用:为linux的文件和目录创建档案,也可以在档案中改变文件,或者向档案中加入新的文件即用来压缩和解压文件.tar本身不具有压缩功能.他是调用压缩功能实现的 语法:tar[必要参数][选择参数][ ...