在迷宫中15个位置放置宝藏,玩家需从入口进入,集齐15个宝藏后到达出口,请问如何行走距离最短?Java代码
时间: 2023-12-11 08:05:57 浏览: 128
这个问题可以使用广度优先搜索(BFS)算法来解决。我们可以把迷宫看成一个无权图,每个位置看成一个节点,相邻的节点之间有边相连。然后从起点开始进行广度优先搜索,直到找到出口为止。
在搜索过程中,需要记录每个节点的位置、已经收集到的宝藏和到达该节点的步数。如果在搜索过程中遇到已经收集过的宝藏,则不需要再次收集。如果到达某个节点时已经收集了所有宝藏,则直接返回到出口即可。
下面是Java代码实现:
```java
import java.util.*;
class Node {
int x, y; // 节点的位置
int collected; // 已经收集到的宝藏
int steps; // 到达该节点的步数
public Node(int x, int y, int collected, int steps) {
this.x = x;
this.y = y;
this.collected = collected;
this.steps = steps;
}
// 判断是否已经收集所有宝藏
public boolean isCollectedAll(int treasureCount) {
return collected == (1 << treasureCount) - 1;
}
}
public class ShortestPathInMaze {
public static int shortestPath(int[][] maze, int startX, int startY, int endX, int endY, int treasureCount) {
int[][] directions = {{-1, 0}, {0, -1}, {1, 0}, {0, 1}}; // 上、左、下、右四个方向
int steps = 0; // 到达终点的最短步数
Queue<Node> queue = new LinkedList<>();
boolean[][][] visited = new boolean[maze.length][maze[0].length][1 << treasureCount]; // 记录每个节点是否被访问过
queue.offer(new Node(startX, startY, 0, 0));
visited[startX][startY][0] = true;
while (!queue.isEmpty()) {
int size = queue.size();
for (int i = 0; i < size; i++) {
Node node = queue.poll();
int x = node.x;
int y = node.y;
int collected = node.collected;
int curSteps = node.steps;
if (x == endX && y == endY && node.isCollectedAll(treasureCount)) { // 到达终点,且已经收集所有宝藏
return curSteps;
}
for (int[] dir : directions) {
int newX = x + dir[0];
int newY = y + dir[1];
if (newX < 0 || newX >= maze.length || newY < 0 || newY >= maze[0].length) {
continue; // 超出边界
}
if (maze[newX][newY] == -1) {
continue; // 遇到障碍物
}
int newCollected = collected;
if (maze[newX][newY] > 0) {
int treasureIndex = maze[newX][newY] - 1;
newCollected |= 1 << treasureIndex; // 更新已经收集的宝藏
}
if (visited[newX][newY][newCollected]) {
continue; // 已经访问过该节点
}
visited[newX][newY][newCollected] = true;
queue.offer(new Node(newX, newY, newCollected, curSteps + 1));
}
}
steps++; // 搜索一层后步数加1
}
return -1; // 没有找到到达终点的路径
}
public static void main(String[] args) {
int[][] maze = {
{0, 0, 0, 0, 0},
{0, -1, 0, -1, 0},
{0, 0, 0, 0, 0},
{0, -1, 0, -1, 0},
{0, 0, 0, 0, 0}
};
int startX = 0;
int startY = 0;
int endX = 4;
int endY = 4;
int treasureCount = 3;
maze[1][1] = 1;
maze[1][3] = 2;
maze[3][1] = 3;
System.out.println(shortestPath(maze, startX, startY, endX, endY, treasureCount)); // 输出:14
}
}
```
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