matlab用bfs解推箱子游戏,需要考虑人和箱子都能移动,最多推五个箱子,输出成功时箱子被推动的最小距离

时间: 2024-03-08 15:45:54 浏览: 57
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用MATLAB求解推箱子智力游戏问题

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好的,我来帮您解答。下面是使用BFS算法解决推箱子游戏的Matlab代码: ```matlab function minStep = pushBox(grid, sx, sy, tx, ty) % grid:游戏地图,是一个m×n的字符串数组,其中"S"表示玩家的起始位置,"B"表示箱子,"T"表示箱子需要推到的目标位置,"."表示空地 % sx, sy:玩家的起始位置 % tx, ty:箱子需要推到的目标位置 % minStep:成功推动箱子的最小距离。如果无法推动箱子到达目标位置,则返回-1 [m, n] = size(grid); d = [0, 1, 0, -1, 0]; % 方向数组,用于计算玩家和箱子的移动位置 % 将地图转换为二维数组,便于后续处理 for i = 1:m for j = 1:n switch grid(i,j) case 'S' sx = i; sy = j; case 'B' bx = i; by = j; case 'T' tx = i; ty = j; otherwise % do nothing end end end q = queue(); % 存储状态的队列 dp = inf(m*n, m*n, 5); % DP数组,表示从某个状态到达目标状态需要的最小步数。因为最多推五个箱子,所以需要开五维数组 dp(sx*n+sy, bx*n+by, 0) = 0; % 初始状态的推动次数为0 q.push({[sx, sy], [bx, by], 0}); while ~q.empty() [s, b, k] = q.front(); % 取出队列中的状态 q.pop(); [sx, sy] = s; [bx, by] = b; if bx == tx && by == ty % 箱子已被推到目标处 minStep = dp(sx*n+sy, bx*n+by, k); return; end for i = 1:4 % 枚举玩家向四个方向移动到另一个状态 sx2 = sx + d(i); sy2 = sy + d(i+1); if ~isValid(sx2, sy2, m, n) % 玩家位置不合法 continue; end for j = 1:4 % 枚举箱子向四个方向移动到另一个状态 bx2 = bx + d(j); by2 = by + d(j+1); if ~isValid(bx2, by2, m, n) || (bx2 == sx2 && by2 == sy2) % 箱子位置不合法 或 箱子和玩家重叠 continue; end if grid(bx2, by2) == 'T' && k+1 > 4 % 箱子需要推到目标位置,但推动次数已经达到5次 continue; end if dp(sx2*n+sy2, bx2*n+by2, k+(grid(bx2,by2) == 'T')) <= dp(sx*n+sy, bx*n+by, k) + 1 % 状态已访问 continue; end dp(sx2*n+sy2, bx2*n+by2, k+(grid(bx2,by2) == 'T')) = dp(sx*n+sy, bx*n+by, k) + 1; % 更新DP数组中的值 q.push({[sx2, sy2], [bx2, by2], k+(grid(bx2,by2) == 'T')}); % 将新状态加入队列 end end end minStep = -1; % 无法推动箱子到达目标位置 end function isValid = isValid(x, y, m, n) % 判断位置是否合法 isValid = x >= 1 && x <= m && y >= 1 && y <= n; end ``` 代码中使用了一个三元素数组来表示状态:第一个元素表示玩家的位置,第二个元素表示箱子的位置,第三个元素表示推动箱子的次数。使用一个三维数组`dp`来记录从某个状态到达目标状态需要的最小步数,其中第一维表示玩家的位置,第二维表示箱子的位置,第三维表示推动箱子的次数。 在BFS过程中,我们依次枚举每个状态,并根据状态转移方程更新`dp`数组中的值。最终,在`dp(sx*n+sy, bx*n+by, k)`中存储的就是从起始状态到达目标状态需要的最小步数,其中sx、sy、bx、by分别表示玩家和箱子的位置,k表示推动箱子的次数。如果无法推动箱子到达目标位置,则返回-1。 需要注意的是,因为最多推五个箱子,所以需要开五维数组。同时,在判断箱子是否需要推到目标位置时,需要注意推动次数是否已经达到5次。
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