【数据结构与算法】迷宫求解------回溯法

news2024/12/26 22:48:42

回溯法

  • 一.迷宫求解算法
  • 二.二维数组表示地图
    • 1.地图
    • 2.初始化地图
    • 3.地图的打印
  • 三.进入迷宫
  • 四.栈的实现
  • 五.迷宫内探
    • 1.首先判断我们的入口
    • 2.入栈做标记
    • 3.开始探险
    • 4.出口判断
    • 5.能否下一步
    • 6.做标记
    • 7.不能下一步
  • 六.运行结果

一.迷宫求解算法

当我们想要找到迷宫的出口,那我们在计算机中,然后操作,可以将每个位置都人栈,然后进行上下左右的路的判断,能否通过,若是死路,就将这个点出栈,回退到刚刚的栈,再判断其他的道路.
这中栈的回退就是回溯法.

二.二维数组表示地图

1.地图

在这里插入图片描述
1表示同路,0表示死路.

2.初始化地图

在这里插入图片描述
地图的结构就是一个二维数组,初始化就是进行赋值.

3.地图的打印

在这里插入图片描述

就是二维数组的打印.

三.进入迷宫

在这里插入图片描述
假设这个位置就是我们的入口.

四.栈的实现

#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;
#define MAXSIZE 128

typedef struct ArrayPosition
{
	int a;
	int b;
}ArrayPosition;

typedef ArrayPosition DataType;

typedef struct Stack
{
	DataType* base;
	DataType* top;
}Stack;

bool initStack(Stack& S)
{
	S.base = new DataType[MAXSIZE];
	if (!S.base)return false;
	S.top = S.base;
	return true;
}

bool PushStack(Stack& S, DataType data)
{
	if (S.top - S.base == MAXSIZE)return false;
	*(S.top++) = data;
	return true;
}

bool PopStack(Stack& S, DataType& data)
{
	if (S.top == S.base)return false;
	data = *(--S.top);
	return true;
}

DataType* getElem(Stack& S)
{
	if (S.top != S.base)
	{
		return (S.top - 1);
	}
}

bool isEmpty(Stack& S)
{
	if (S.top == S.base)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

这里和我们原来讲的栈都一样,只不过数据变成了二维数组的位置.
在这里插入图片描述
初始化栈就可以进入到我们的迷宫判断了.

五.迷宫内探

1.首先判断我们的入口

在这里插入图片描述
有效的入口是在边界且为通路.

2.入栈做标记

在这里插入图片描述
就当前入口点入栈,然后做标记改为2,就是我们走过的地方.

3.开始探险

while (!isEmpty(*s))
	{
		cur = *getElem(*s);
		if (isValidExit(m, cur, enter))
		{
			return 1;
		}
		//向左
		next = cur;
		next.b = cur.b - 1;
		if (isValidNext(m, cur, next))
		{
			PushStack(*s, next);
			m->map[next.a][next.b] = m->map[cur.a][cur.b] + 1;
			continue;
		}

		//向上
		next = cur;
		next.a = cur.a-1;
		if (isValidNext(m, cur, next))
		{
			PushStack(*s, next);
			m->map[next.a][next.b] = m->map[cur.a][cur.b] + 1;
			continue;
		}

		//向右
		next = cur;
		next.b = cur.b + 1;
		if (isValidNext(m, cur, next))
		{
			PushStack(*s, next);
			m->map[next.a][next.b] = m->map[cur.a][cur.b] + 1;
			continue;
		}

		//向下
		next = cur;
		next.a = cur.a + 1;
		if (isValidNext(m, cur, next))
		{
			PushStack(*s, next);
			m->map[next.a][next.b] = m->map[cur.a][cur.b] + 1;
			continue;
		}

		DataType temp;
		PopStack(*s, temp);
	}
	return 0;
}

只有我们的栈不为空或者找不到出口,那么就一直找.
所以我们先判断是不是出口

4.出口判断

在这里插入图片描述
在边界但不是入口点.
然后对当前上下左右的进行判断能否下一步.

5.能否下一步

在这里插入图片描述
在同行同列且相邻且在二维数组范围内,值为1就是通道就可以下一步.

6.做标记

在这里插入图片描述
能下一步就做标记,入栈.

7.不能下一步

在这里插入图片描述
就出栈,进行判断上一个路口,是否可以其他的下一步.

六.运行结果

在这里插入图片描述

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