队列实现迷宫问题最短路径
时间: 2024-03-18 15:37:24 浏览: 41
队列是一种常用的数据结构,用于实现宫问题的最短路径算法。在解决迷宫问题时,可以使用广度优先搜索算法(BFS)来找到最短路径。
BFS算法的基本思想是从起点开始,逐层地向外扩展,直到找到目标位置或者遍历完所有可能的位置。在扩展过程中,需要使用队列来保存待扩展的位置。
以下是队列实现迷宫问题最短路径的基本步骤:
1. 创建一个空队列,并将起点位置加入队列。
2. 创建一个二维数组visited,用于记录每个位置是否已经被访问过。初始时,将起点位置标记为已访问。
3. 创建一个二维数组pre,用于记录每个位置的前驱位置,即到达该位置的上一个位置。初始时,将起点位置的前驱位置设置为null。
4. 进入循环,直到队列为空或者找到目标位置:
- 从队列中取出一个位置,并将其周围未访问过的相邻位置加入队列。
- 对于每个相邻位置,更新visited数组和pre数组,并将其标记为已访问。
5. 如果找到目标位置,则根据pre数组回溯路径,即可得到最短路径。
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用队列求解迷宫的最短路径
使用队列求解迷宫的最短路径是一种广度优先搜索算法。具体步骤如下:
1. 将起点加入队列中。
2. 从队列中取出一个节点,将其周围未访问过的节点加入队列中,并标记为已访问。
3. 重复步骤2,直到找到终点或者队列为空。
在实现过程中,可以使用一个二维数组来表示迷宫,其中0表示可以通过的路,1表示障碍物。同时,可以使用一个二维数组来记录每个节点的访问状态和距离起点的距离。
以下是伪代码实现:
```
queue.push(start); // 将起点加入队列
visited[start.x][start.y] = true; // 标记起点已访问
distance[start.x][start.y] = 0; // 起点距离为0
while(!queue.empty()) {
Node cur = queue.front(); // 取出队首节点
queue.pop();
if(cur == end) { // 找到终点
return distance[cur.x][cur.y]; // 返回距离
}
for(int i = 0; i < 4; i++) { // 遍历四个方向
int nx = cur.x + dx[i];
int ny = cur.y + dy[i];
if(nx >= 0 && nx < n && ny >= 0 && ny < m && maze[nx][ny] == 0 && !visited[nx][ny]) { // 判断是否可以访问
queue.push(Node(nx, ny)); // 加入队列
visited[nx][ny] = true; // 标记已访问
distance[nx][ny] = distance[cur.x][cur.y] + 1; // 更新距离
}
}
}
```
其中,dx和dy数组表示四个方向的偏移量,n和m表示迷宫的行数和列数,maze表示迷宫,visited表示节点的访问状态,distance表示节点距离起点的距离。
C++实现bfs迷宫问题最短路径
以下是一个简单的C代码实现bfs迷宫问题最短路径:
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#define MAX_ROW 10
#define MAX_COL 10
typedef struct {
int row, col, parent;
} Node;
Node queue[MAX_ROW * MAX_COL];
int head = 0, tail = 0;
char maze[MAX_ROW][MAX_COL+1] = {
"#S######.#",
"......#..#",
".#.##.##.#",
".#........",
"##.##.####",
"....#....#",
".######.#.",
"........#.",
".#######.#",
"....#...G#"
};
const int dr[] = {-1, 0, 1, 0};
const int dc[] = {0, 1, 0, -1};
void enqueue(Node n) {
queue[tail++] = n;
}
Node dequeue() {
return queue[head++];
}
bool is_empty() {
return head == tail;
}
void print_path(Node n) {
if (n.parent == -1) {
printf("(%d, %d)\n", n.row, n.col);
} else {
print_path(queue[n.parent]);
printf("(%d, %d)\n", n.row, n.col);
}
}
void bfs() {
Node start = {0, 1, -1};
enqueue(start);
maze[start.row][start.col] = '#';
while (!is_empty()) {
Node current = dequeue();
if (maze[current.row][current.col] == 'G') {
print_path(current);
return;
}
for (int i = 0; i < 4; i++) {
int nr = current.row + dr[i];
int nc = current.col + dc[i];
if (nr < 0 || nc < 0 || nr >= MAX_ROW || nc >= MAX_COL) {
continue;
}
if (maze[nr][nc] == '#' || maze[nr][nc] == 'S') {
continue;
}
Node next = {nr, nc, head-1};
enqueue(next);
maze[nr][nc] = '#';
}
}
}
int main() {
bfs();
return 0;
}
```
这个代码使用了一个队列来实现bfs。在每次循环中,它从队列中取出一个节点,检查它是否是终点(G),如果是,就打印路径并结束程序。否则,它会检查节点周围的四个邻居,如果邻居是可通行的,就将它们加入队列中。如果队列为空,就说明没有从起点到达终点的路径。