Perl深度优先迷宫算法

　　迷宫求解，可以用穷举法，将每个点的方向都穷举完；由于在求解过程中会遇到某一方向不可通过，此时就必须按原路返回。

　　想到用Perl数组来保存路径，记录每次所探索的方向，方便原路返回时得到上一步的方向，再退回到可以通过的方向，继续探索，直到终点或者最终无法到达，正常退出程序为止。

求解过程的关键思想：
1、由于需要标记下一位置是否已探索，需要一个数组用来记录每个点是否可通过；

　　定义如：0--未经过 1--已走 2--不可通过

2、原路返回需要知道回退到哪个点，那么每一步要记录当前坐标；

3、采用深度优先搜索路径，每一步需记录搜索方向；

　　采用HASH表：{ coordinate=>[y,x] , direct=>'UP' }

4、用数组保存每一步，数组下标即代表当前步

关键算法：

　　北上，撞墙后原路返回，取出数组末元素，判断方向是否已搜索；已搜索完毕，继续原路返回；未搜索完，进行下个方向搜索，当前点放到数组尾。

　　循环。

5、算法伪码：　　

do{
    if(当前点未经过){
        设置已走
        将当前位置的坐标、方向保存
        if(当前点为终点){
            修改迷宫的数据，记录所走的路线
            return
        }
        当前步增一
        新的坐标点=当前坐标＋移动方向
    }
    else{ # 当前位置走不通
        if(数组非空){
            取出当前步
            while(当前位置所走方向已搜索 && 数组非空){
                记录当前位置不可通过
                取出上一步状态
                原路返回
            }
             if(当前的位置搜索方向小于4){
                当前位置的方向增一
                数组重新记录当前步数
                新的坐标点=当前坐标＋移动方向
            }
         }
    }
}while(数组非空)

　　初始化迷宫：

　　　　

　　初始化标记数组: 2、不可通过    0、未经过

　　　　

　　路径：从蛇头到蛇尾

　　　　

代码如下：

use strict;
use constant {WIDTH=>,HEIGHT=>,DEBUG=>,};
my %uldr=(=>[-,],
          =>[,-],
          =>[,],
          =>[,],);  # 上、左、下、右
my @bg=();
for(my $y=;$y<HEIGHT;$y++){
    for( my $x= ; $x<WIDTH ; $x++ ){
        if( $y ==  || $y == HEIGHT- ||
            $x ==  || $x == WIDTH-  ){
            $bg[$y][$x] = '*';
        }
        else{
            $bg[$y][$x] = ' ';
        }
    }
}  # 初始化迷宫

my @tmp=( [,],[,],[,],[,],[,],[,],[,], );  # 障碍物坐标
map{ $bg[ $tmp[$_][] ][ $tmp[$_][] ] = '#' } ..$#tmp-1;
$bg[ $tmp[][] ][ $tmp[][] ] = '@';
print @$_,"\n" foreach(@bg);

my @bg_ghost=map{ [ split('','0'x (WIDTH)) ] }..(HEIGHT-);  # 0--未经过 1--已走 2--不可通过
map{ my $y=$_;map { $bg_ghost[$y][$_] = ( $bg[$y][$_] eq '#' || $bg[$y][$_] eq '*')?: }..$#{$bg[0]} }0..$#bg;  # 障碍物设置不可通过

print @$_,"\n" foreach(@bg_ghost);
print "-"x15,"\n";

sub handle{
    my @path=();  # 存放步数的数组
    my $cur_position=[ $tmp[][] , $tmp[][] ];  # 起点
    my $end=[ $tmp[-][] , $tmp[-][] ];  # 终点
    my ($step,$p_step)=(,'');  # 步数、指向数组元素的指针
    do{
        if($bg_ghost[ $cur_position->[] ][ $cur_position->[] ] ==  ){  # 当前位置未经过
            $bg_ghost[ $cur_position->[] ][ $cur_position->[] ]=;  # 设置当前位置已走
            $path[$step]={step=>$step,
                          coordinate=>[$cur_position->[],$cur_position->[]],
                          direct=>,
                         };  # 保存当前位置信息：坐标、方向
            print "path[$step]:$path[$step]:",$path[$step]->{step},"\n" if DEBUG;
            print "    (y,x):(",$cur_position->[],",",$cur_position->[],")\n" if DEBUG;
            if( $cur_position->[]==$end->[] && $cur_position->[]==$end->[]){
                my @arr=('A'..'Z','a'..'z');
                foreach(..$#path){
                    $bg[ $path[$_]->{coordinate}->[] ][ $path[$_]->{coordinate}->[] ] = $arr[$_];
                }
                return ;
            }
            $step++;
            $cur_position=[ $path[$step-]->{coordinate}->[]+$uldr{}->[],
                            $path[$step-]->{coordinate}->[]+$uldr{}->[] ];
        }
        else{  # 当前位置已走/不可通过
            if(@path){
                $p_step=pop(@path);  # 取出当前步
                while($p_step->{direct}== && (@path)){  # 4个方向已经搜索完
                    $bg_ghost[ $p_step->{coordinate}->[] ][ $p_step->{coordinate}->[] ] = ;  # 设置不可通过
                    $p_step=pop(@path);  # 上一步状态
                    $step--;  # 上一步编号
                }
                if($p_step->{direct}<){
                    $p_step->{direct}++;
                    print "    step:",scalar(@path)," p_step->{direct}:",$p_step->{direct},"\n" if DEBUG;
                    push @path,$p_step;
                    my @temp=@{$p_step->{coordinate}}[,];
                    $cur_position = [ $temp[]+$uldr{$p_step->{direct}}->[],
                                      $temp[]+$uldr{$p_step->{direct}}->[] ];
                    print "    (y,x):(",$cur_position->[],",",$cur_position->[],")\n" if DEBUG;
                }
            }
        }
    }while(@path);
    return ;
}
my $x=&handle;
print @$_,"\n" foreach(@bg);

运行信息如下：

path[]:HASH(0x1585174):
    (y,x):(,)
    step: p_step->{direct}:
    (y,x):(,)
    step: p_step->{direct}:
    (y,x):(,)
path[]:HASH(0x15849f4):
    (y,x):(,)
    step: p_step->{direct}:
    (y,x):(,)
path[]:HASH(0x1584a14):
    (y,x):(,)
    step: p_step->{direct}:
    (y,x):(,)
    step: p_step->{direct}:
    (y,x):(,)
path[]:HASH(0x1584954):
    (y,x):(,)
    step: p_step->{direct}:
    (y,x):(,)
    step: p_step->{direct}:
    (y,x):(,)
path[]:HASH(0x1584924):
    (y,x):(,)
    step: p_step->{direct}:
    (y,x):(,)
path[]:HASH(0x1584884):
    (y,x):(,)
    step: p_step->{direct}:
    (y,x):(,)
path[]:HASH(0x158479c):
    (y,x):(,)
    step: p_step->{direct}:
    (y,x):(,)
path[]:HASH(0x158471c):
    (y,x):(,)
path[]:HASH(0x158463c):
    (y,x):(,)