用图搜索方法求解迷宫问题目的:深入掌握图便利算法在求解实际问题中的应用。内容:编写一个程序exp8.cpp,完成以下功能。①建立一个迷宫对应的邻接表表示。②采用深度优先遍历算法输出从入口(1,1)到出口(M,N)的所有迷宫路径。
时间: 2024-02-28 09:53:27 浏览: 146
好的,这是一个关于迷宫问题的具体实现。下面是一些代码示例和解释,帮助你更好地理解这个问题的解决方案。
首先,我们需要将迷宫转换为邻接表的形式,以便进行深度优先遍历。邻接表是一种表示图的数据结构,它由一系列节点和连接它们的边组成,每个节点包含与之相邻的节点的列表。
在这个问题中,我们可以将每个迷宫的格子看作是一个节点,如果两个格子相邻且可以通过,则它们之间有一条边。因此,我们可以通过建立邻接表来表示迷宫。具体实现方式如下:
```c++
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
// 定义迷宫的大小为 M 行 N 列
const int M = 5;
const int N = 5;
// 定义迷宫的邻接表
vector<int> maze[M*N];
// 定义迷宫的入口和出口
int start = 0;
int end = M*N - 1;
// 将迷宫转换为邻接表
void buildMaze() {
// 定义迷宫的地图,0 表示可以通过的格子,1 表示障碍物
int map[M][N] = {
{0,1,0,0,0},
{0,1,0,1,0},
{0,0,0,0,0},
{0,1,1,1,0},
{0,0,0,1,0}
};
// 将每个格子转换为一个节点,构建邻接表
for (int i = 0; i < M; i++) {
for (int j = 0; j < N; j++) {
int node = i*N + j; // 将二维坐标转换为一维坐标,方便存储和访问
if (map[i][j] == 0) {
// 如果当前格子可以通过,添加相邻的格子作为邻居节点
if (i > 0 && map[i-1][j] == 0) {
int neighbor = (i-1)*N + j;
maze[node].push_back(neighbor);
}
if (i < M-1 && map[i+1][j] == 0) {
int neighbor = (i+1)*N + j;
maze[node].push_back(neighbor);
}
if (j > 0 && map[i][j-1] == 0) {
int neighbor = i*N + j-1;
maze[node].push_back(neighbor);
}
if (j < N-1 && map[i][j+1] == 0) {
int neighbor = i*N + j+1;
maze[node].push_back(neighbor);
}
}
}
}
}
```
上面的代码中,我们首先定义了迷宫的大小和邻接表,然后将迷宫的地图转换为邻接表的形式。对于每个可以通过的格子,我们遍历其相邻的格子,并将其添加到邻接表中。
接下来,我们需要实现深度优先遍历算法来输出从入口到出口的所有路径。深度优先遍历是一种递归算法,它从某个节点开始,沿着一条路径遍历到底,然后回溯到之前的节点,尝试其他路径。我们可以用一个数组记录当前路径上的节点,并在遍历完一条路径后将其弹出。
具体实现方式如下:
```c++
// 定义一个数组记录当前路径
int path[M*N];
int pathLen = 0;
// 深度优先遍历输出所有路径
void dfs(int node) {
path[pathLen++] = node; // 将当前节点加入路径
if (node == end) {
// 如果当前节点是出口,输出路径
for (int i = 0; i < pathLen; i++) {
cout << path[i] << " ";
}
cout << endl;
} else {
// 否则继续遍历相邻节点
for (int i = 0; i < maze[node].size(); i++) {
int neighbor = maze[node][i];
if (neighbor != start && find(path, path+pathLen, neighbor) == path+pathLen) {
// 如果相邻节点不是入口并且没有在当前路径中出现过,继续遍历
dfs(neighbor);
}
}
}
pathLen--; // 回溯,弹出当前节点
}
```
上面的代码中,我们首先定义了一个路径数组和长度,用于记录当前路径。然后实现了深度优先遍历算法,其中,如果当前节点是出口,我们输出路径;否则,我们遍历其相邻节点,并继续遍历相邻节点的相邻节点,直到找到出口或者遍历完所有路径。
最后,我们可以在主函数中调用上述两个函数,输出所有路径:
```c++
int main() {
buildMaze();
dfs(start);
return 0;
}
```
完整代码如下:
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