迷宫问题数据结构c++,要求实现一下几个功能:添加显示迷宫,求解一条迷宫路径,求解所有迷宫路径,求解最短迷宫路径,给出完整代码

时间: 2024-02-26 21:08:48 浏览: 23
好的,以下是一个基于深度优先搜索算法的迷宫问题解法的代码实现,包括添加显示迷宫、求解一条迷宫路径、求解所有迷宫路径、求解最短迷宫路径等功能: ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <stack> #include <queue> using namespace std; // 定义迷宫结构体 struct Maze { int row; // 迷宫行数 int col; // 迷宫列数 vector<vector<int>> maze; // 二维迷宫数组 }; // 定义坐标结构体 struct Pos { int x; int y; }; // 添加迷宫函数 void AddMaze(Maze& maze) { cout << "请输入迷宫的行数和列数: "; cin >> maze.row >> maze.col; // 初始化迷宫为全部为墙 vector<vector<int>> mz(maze.row, vector<int>(maze.col, -1)); maze.maze = mz; // 添加迷宫地图 cout << "请输入迷宫地图(0代表通路,1代表障碍): " << endl; for (int i = 0; i < maze.row; i++) { for (int j = 0; j < maze.col; j++) { cin >> maze.maze[i][j]; } } } // 显示迷宫函数 void ShowMaze(Maze& maze) { cout << "当前迷宫地图如下: " << endl; for (int i = 0; i < maze.row; i++) { for (int j = 0; j < maze.col; j++) { cout << maze.maze[i][j] << " "; } cout << endl; } } // 判断当前位置是否合法 bool IsValidPos(Maze& maze, Pos& pos) { if (pos.x < 0 || pos.x >= maze.row) { return false; } if (pos.y < 0 || pos.y >= maze.col) { return false; } if (maze.maze[pos.x][pos.y] == 1) { return false; } return true; } // 深度优先搜索求解一条迷宫路径 bool DFS(Maze& maze, Pos& start, Pos& end, vector<Pos>& path, vector<vector<int>>& visited) { // 如果当前位置为终点,则返回true if (start.x == end.x && start.y == end.y) { path.push_back(start); return true; } // 如果当前位置不合法,则返回false if (!IsValidPos(maze, start)) { return false; } // 如果当前位置已被访问过,则返回false if (visited[start.x][start.y] == 1) { return false; } // 将当前位置标记为已访问 visited[start.x][start.y] = 1; // 将当前位置添加到路径中 path.push_back(start); // 分别向上、下、左、右四个方向搜索 Pos next; next.x = start.x - 1; next.y = start.y; if (DFS(maze, next, end, path, visited)) { return true; } next.x = start.x + 1; next.y = start.y; if (DFS(maze, next, end, path, visited)) { return true; } next.x = start.x; next.y = start.y - 1; if (DFS(maze, next, end, path, visited)) { return true; } next.x = start.x; next.y = start.y + 1; if (DFS(maze, next, end, path, visited)) { return true; } // 如果四个方向都搜索不到终点,则将当前位置从路径中删除 path.pop_back(); return false; } // 求解一条迷宫路径函数 void SolveOnePath(Maze& maze, Pos& start, Pos& end) { vector<Pos> path; vector<vector<int>> visited(maze.row, vector<int>(maze.col, 0)); // 深度优先搜索求解一条迷宫路径 if (DFS(maze, start, end, path, visited)) { cout << "迷宫路径如下: " << endl; for (int i = 0; i < path.size(); i++) { cout << "(" << path[i].x << "," << path[i].y << ") "; } cout << endl; } else { cout << "没有找到迷宫路径!" << endl; } } // 求解所有迷宫路径函数 void SolveAllPaths(Maze& maze, Pos& start, Pos& end) { stack<Pos> s; vector<vector<int>> visited(maze.row, vector<int>(maze.col, 0)); s.push(start); cout << "所有迷宫路径如下: " << endl; while (!s.empty()) { Pos cur = s.top(); s.pop(); // 如果当前位置为终点,则输出路径 if (cur.x == end.x && cur.y == end.y) { cout << "(" << start.x << "," << start.y << ") "; stack<Pos> temp; while (!s.empty()) { temp.push(s.top()); s.pop(); } while (!temp.empty()) { cout << "(" << temp.top().x << "," << temp.top().y << ") "; s.push(temp.top()); temp.pop(); } cout << "(" << end.x << "," << end.y << ")" << endl; continue; } // 如果当前位置不合法,则跳过 if (!IsValidPos(maze, cur)) { continue; } // 如果当前位置已被访问过,则跳过 if (visited[cur.x][cur.y] == 1) { continue; } // 将当前位置标记为已访问,并加入路径 visited[cur.x][cur.y] = 1; s.push(cur); // 分别向上、下、左、右四个方向搜索 Pos next; next.x = cur.x - 1; next.y = cur.y; s.push(next); next.x = cur.x + 1; next.y = cur.y; s.push(next); next.x = cur.x; next.y = cur.y - 1; s.push(next); next.x = cur.x; next.y = cur.y + 1; s.push(next); } } // 求解最短迷宫路径函数 void SolveShortestPath(Maze& maze, Pos& start, Pos& end) { queue<Pos> q; vector<vector<int>> visited(maze.row, vector<int>(maze.col, 0)); vector<vector<int>> dist(maze.row, vector<int>(maze.col, 0)); q.push(start); visited[start.x][start.y] = 1; while (!q.empty()) { Pos cur = q.front(); q.pop(); // 如果当前位置为终点,则输出路径长度 if (cur.x == end.x && cur.y == end.y) { cout << "最短迷宫路径长度为: " << dist[cur.x][cur.y] << endl; return; } // 分别向上、下、左、右四个方向搜索 Pos next; next.x = cur.x - 1; next.y = cur.y; if (IsValidPos(maze, next) && visited[next.x][next.y] == 0) { visited[next.x][next.y] = 1; dist[next.x][next.y] = dist[cur.x][cur.y] + 1; q.push(next); } next.x = cur.x + 1; next.y = cur.y; if (IsValidPos(maze, next) && visited[next.x][next.y] == 0) { visited[next.x][next.y] = 1; dist[next.x][next.y] = dist[cur.x][cur.y] + 1; q.push(next); } next.x = cur.x; next.y = cur.y - 1; if (IsValidPos(maze, next) && visited[next.x][next.y] == 0) { visited[next.x][next.y] = 1; dist[next.x][next.y] = dist[cur.x][cur.y] + 1; q.push(next); } next.x = cur.x; next.y = cur.y + 1; if (IsValidPos(maze, next) && visited[next.x][next.y] == 0) { visited[next.x][next.y] = 1; dist[next.x][next.y] = dist[cur.x][cur.y] + 1; q.push(next); } } cout << "没有找到迷宫路径!" << endl; } int main() { Maze maze; AddMaze(maze); ShowMaze(maze); Pos start, end; cout << "请输入起点坐标: "; cin >> start.x >> start.y; cout << "请输入终点坐标: "; cin >> end.x >> end.y; SolveOnePath(maze, start, end); SolveAllPaths(maze, start, end); SolveShortestPath(maze, start, end); return 0; } ``` 注意:以上代码仅供参考,可能存在一些细节问题,具体实现可根据需要进行调整。

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