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
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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