用户自定义迷宫地图,指定入口和出口,使用C++并采用图相关算法寻找一条出入口之间最短路径
时间: 2024-01-27 16:06:04 浏览: 20
好的,针对您的问题,实现一个用户自定义迷宫地图并采用C++图相关算法寻找出入口之间的最短路径,可以按照以下步骤进行。
1. 定义迷宫地图的数据结构
我们可以使用二维数组来表示迷宫地图,其中0表示可通过的路径,1表示障碍物或墙壁。为了方便表示,我们可以在地图的四周添加一圈墙壁,这样不用特判地图边缘的情况。同时,我们需要记录每个点的状态,包括是否被访问过、到该点的最短距离等信息,可以使用结构体来表示。定义如下:
```c++
#define MAXN 105 // 迷宫地图的最大大小
struct Point {
int x, y; // 该点的坐标
bool visited; // 是否被访问过
int dist; // 到该点的最短距离
} maze[MAXN][MAXN];
```
2. 用户自定义迷宫地图
我们可以让用户输入迷宫地图的大小,以及指定入口和出口的坐标。然后,用户可以逐行输入地图,用0表示可通过的路径,用1表示障碍物或墙壁。例如,输入一个5*5的迷宫地图,入口为(1,1),出口为(5,5),如下所示:
```
5 5
1 1
5 5
0 1 0 0 0
0 1 0 1 0
0 0 0 0 0
0 1 1 1 0
0 0 0 1 0
```
可以使用如下代码实现:
```c++
int n, m; // 迷宫地图的大小
int sx, sy; // 入口坐标
int ex, ey; // 出口坐标
// 输入迷宫地图
cin >> n >> m >> sx >> sy >> ex >> ey;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 1; j <= m; j++) {
int val;
cin >> val;
maze[i][j].x = i;
maze[i][j].y = j;
maze[i][j].visited = false;
maze[i][j].dist = INT_MAX; // 初始化为无穷大
// 将地图四周添加一圈墙壁
if (i == 1 || j == 1 || i == n || j == m || val == 1) {
maze[i][j].visited = true;
maze[i][j].dist = -1;
}
}
}
```
3. 采用BFS算法寻找最短路径
接下来我们可以采用BFS算法来寻找入口和出口之间的最短路径。BFS算法的基本思想是从起点开始,逐层向外扩展,直到找到目标点。在扩展的过程中,我们需要记录每个点的状态和到该点的最短距离。对于每个点,我们可以把它周围的四个点加入队列中,然后更新它们的状态和最短距离。重复这个过程,直到找到目标点或者队列为空。
```c++
// 定义坐标偏移量
const int dx[] = {0, 0, -1, 1};
const int dy[] = {-1, 1, 0, 0};
// BFS算法寻找最短路径
queue<Point> q;
maze[sx][sy].visited = true;
maze[sx][sy].dist = 0;
q.push(maze[sx][sy]);
while (!q.empty()) {
Point cur = q.front(); q.pop();
// 扩展当前点周围的四个点
for (int i = 0; i < 4; i++) {
int nx = cur.x + dx[i];
int ny = cur.y + dy[i];
if (maze[nx][ny].visited || maze[nx][ny].dist == -1) continue; // 如果该点已经被访问过或者是障碍物,就不需要再访问了
maze[nx][ny].visited = true;
maze[nx][ny].dist = cur.dist + 1;
q.push(maze[nx][ny]);
}
}
```
4. 输出最短路径
最后,我们可以根据到每个点的最短距离来求出入口到出口的最短路径。具体做法是从出口开始,逆向遍历到起点,找出每个点到下一个点的方向,最终得到整条路径。可以使用如下代码实现:
```c++
// 输出最短路径
if (maze[ex][ey].visited) {
cout << maze[ex][ey].dist << endl;
vector<pair<int, int>> path;
path.push_back(make_pair(ex, ey));
while (ex != sx || ey != sy) {
for (int i = 0; i < 4; i++) {
int nx = ex + dx[i];
int ny = ey + dy[i];
if (maze[nx][ny].dist == maze[ex][ey].dist - 1) {
path.push_back(make_pair(nx, ny));
ex = nx;
ey = ny;
break;
}
}
}
for (int i = path.size() - 1; i >= 0; i--) {
cout << "(" << path[i].first << "," << path[i].second << ")" << endl;
}
} else {
cout << "No path found" << endl;
}
```
完整代码如下: