由一系列的左斜杠和右斜杠组成的围墙将一个由n*m的方格构成的矩形分割成若干区域,每个区域由若干三角形构成,如图所示,若一个人从一个三角区域经过相邻的三角形区域一次最后再回到起始出发的三角形,则其走过的所有三角形区域构成一个回路,设每个三角形区域的长度为1,求迷宫长度最长的回路的长度,用C语言并使用分支限界发写出代码

时间: 2024-02-23 11:56:57 浏览: 22
以下是使用C语言实现的代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <stdbool.h> #define MAX_N 100 #define MAX_M 100 #define INF 0x3f3f3f3f // 定义状态结构体 typedef struct { int x, y; // 当前位置 int length; // 已经走过的长度 bool visited[MAX_N][MAX_M]; // 标记当前路径上已经经过的节点 } State; // 定义优先队列的元素结构体 typedef struct { State state; // 当前状态 int f; // f = length + heuristic,用于优先队列排序 } QueueElement; // 定义二叉堆结构体 typedef struct { QueueElement *data; int size; int capacity; } PriorityQueue; // 初始化二叉堆 void pq_init(PriorityQueue *pq, int capacity) { pq->data = (QueueElement *) malloc(sizeof(QueueElement) * capacity); pq->size = 0; pq->capacity = capacity; } // 向二叉堆中插入元素 void pq_push(PriorityQueue *pq, QueueElement elem) { if (pq->size >= pq->capacity) { printf("Error: queue is full!\n"); return; } pq->data[pq->size++] = elem; int i = pq->size - 1; while (i > 0) { int parent = (i - 1) / 2; if (pq->data[i].f < pq->data[parent].f) { QueueElement tmp = pq->data[i]; pq->data[i] = pq->data[parent]; pq->data[parent] = tmp; i = parent; } else { break; } } } // 从二叉堆中弹出元素 QueueElement pq_pop(PriorityQueue *pq) { if (pq->size <= 0) { printf("Error: queue is empty!\n"); exit(1); } QueueElement result = pq->data[0]; pq->data[0] = pq->data[--pq->size]; int i = 0; while (i * 2 + 1 < pq->size) { int child1 = i * 2 + 1; int child2 = i * 2 + 2; int min_child = child1; if (child2 < pq->size && pq->data[child2].f < pq->data[child1].f) { min_child = child2; } if (pq->data[min_child].f < pq->data[i].f) { QueueElement tmp = pq->data[i]; pq->data[i] = pq->data[min_child]; pq->data[min_child] = tmp; i = min_child; } else { break; } } return result; } // 计算启发函数的值 int heuristic(State state) { // 估计剩余路径长度为0 return 0; } // 分支限界算法 int branch_and_bound(int maze[MAX_N][MAX_M], int n, int m) { State start = {0, 0, 0}; start.visited[0][0] = true; QueueElement init_elem = {start, heuristic(start)}; PriorityQueue pq; pq_init(&pq, MAX_N * MAX_M); pq_push(&pq, init_elem); int longest_path = 0; while (pq.size > 0) { QueueElement cur_elem = pq_pop(&pq); State cur = cur_elem.state; if (cur.x == 0 && cur.y == 0 && cur.length > 0) { longest_path = cur.length; continue; } for (int dx = -1; dx <= 1; dx++) { for (int dy = -1; dy <= 1; dy++) { if (dx != 0 && dy != 0) continue; int nx = cur.x + dx; int ny = cur.y + dy; if (nx < 0 || nx >= n || ny < 0 || ny >= m) continue; if (maze[nx][ny] == 0) continue; if (cur.visited[nx][ny]) continue; State new_state = cur; new_state.x = nx; new_state.y = ny; new_state.length += 1; new_state.visited[nx][ny] = true; QueueElement new_elem = {new_state, new_state.length + heuristic(new_state)}; pq_push(&pq, new_elem); } } } return longest_path; } // 测试代码 int main() { int n, m; int maze[MAX_N][MAX_M]; scanf("%d %d", &n, &m); for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < m; j++) { scanf("%d", &maze[i][j]); } } int longest_path = branch_and_bound(maze, n, m); printf("%d\n", longest_path); return 0; } ``` 需要注意的是,在C语言中,我们需要手动实现优先队列和二叉堆。同时,在计算启发函数的值时,由于我们无法估计剩余路径的长度,因此可以直接返回0。

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