如何使用C++解决二维数组的最短路径问题?请结合2019常州市程序设计小能手比赛的试题进行解答。
时间: 2024-11-01 10:21:50 浏览: 9
解决二维数组中的最短路径问题通常涉及到图论中的广度优先搜索(BFS)算法。《2019常州市程序设计小能手比赛试题.pdf》中包含的题目可以作为实际案例来练习和理解这一概念。
参考资源链接:[2019常州市程序设计小能手比赛试题.pdf](https://wenku.csdn.net/doc/6401ac1acce7214c316eaa43?spm=1055.2569.3001.10343)
在二维数组中,你可以将每个单元格视为图中的一个节点,如果两个单元格相邻(上、下、左、右),则它们之间有一条边。最短路径问题就是找到从起点到终点的最短路径长度。以下是解题步骤:
1. 初始化一个同样大小的二维数组,用来存储到达每个单元格的最短路径长度。初始值可以设为一个较大值,表示不可达。
2. 创建一个队列,用于BFS搜索。将起点加入队列,并将其在最短路径长度数组中的值设为0。
3. 从队列中取出元素,检查其四个方向的相邻单元格。如果相邻单元格未访问过,并且可以到达(没有障碍物),则更新其最短路径长度,并将该单元格加入队列。
4. 重复步骤3,直到队列为空,这时所有可达的单元格的最短路径长度都已确定。
5. 检查终点的最短路径长度,即为所求结果。
示例代码如下:
```cpp
// 假设grid是二维数组,其中0表示通路,1表示障碍物
// start和end分别是起点和终点的坐标
int BFS(const vector<vector<int>>& grid, pair<int, int> start, pair<int, int> end) {
int rows = grid.size();
int cols = grid[0].size();
vector<vector<int>> dist(rows, vector<int>(cols, INT_MAX));
queue<pair<int, int>> q;
dist[start.first][start.second] = 0;
q.push(start);
int dir[4][2] = {{-1, 0}, {1, 0}, {0, -1}, {0, 1}};
while (!q.empty()) {
auto [r, c] = q.front();
q.pop();
if (r == end.first && c == end.second) {
return dist[end.first][end.second];
}
for (auto& d : dir) {
int nr = r + d[0];
int nc = c + d[1];
if (nr >= 0 && nr < rows && nc >= 0 && nc < cols && grid[nr][nc] == 0 && dist[nr][nc] == INT_MAX) {
dist[nr][nc] = dist[r][c] + 1;
q.push({nr, nc});
}
}
}
return -1; // 如果终点不可达
}
```
通过这种方式,你不仅能够解决2019常州市程序设计小能手比赛中的二维数组最短路径问题,还能够掌握图的广度优先搜索算法的基本实现。进一步深入学习可以查看《2019常州市程序设计小能手比赛试题.pdf》中的其他相关题目,这些题目将帮助你巩固和扩展你的知识。
参考资源链接:[2019常州市程序设计小能手比赛试题.pdf](https://wenku.csdn.net/doc/6401ac1acce7214c316eaa43?spm=1055.2569.3001.10343)
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