要求用分支限界法写出编程代码,题目:印刷电路板将布线区域分成88个方格。其中第2行第3列的方格是封锁的,第3行第4列的方格是封锁的。布线的起始位置a是第1行第1列的方格,布线的终止位置b是第5行第3列的方格。求a到b的最短布线距离和布线的路径。

时间: 2024-02-03 18:12:14 浏览: 33
以下是使用分支限界法求解该问题的代码实现,使用 Python 语言编写: ```python import heapq # 定义布线区域的大小和封锁的方格 N = 88 block = [(2, 3), (3, 4)] # 定义起始位置和终止位置 start = (1, 1) end = (5, 3) # 定义可行移动方向 dirs = [(0, 1), (0, -1), (1, 0), (-1, 0)] # 计算两个位置之间的曼哈顿距离 def manhattan(p1, p2): return abs(p1[0] - p2[0]) + abs(p1[1] - p2[1]) # 判断一个位置是否可行 def is_valid(pos): if pos[0] < 1 or pos[0] > 5 or pos[1] < 1 or pos[1] > 8: return False if pos in block: return False return True # 分支限界法求解最短布线距离和路径 def shortest_path(start, end): # 初始化优先队列和已访问集合 pq = [(0, start, [start])] visited = set() # 循环直到找到终止位置或者队列为空 while pq: # 取出当前最小代价的节点 cost, pos, path = heapq.heappop(pq) if pos == end: return cost, path if pos in visited: continue # 将当前节点标记为已访问 visited.add(pos) # 遍历所有可行的移动方向 for d in dirs: new_pos = (pos[0] + d[0], pos[1] + d[1]) if is_valid(new_pos) and new_pos not in visited: new_cost = cost + manhattan(pos, new_pos) new_path = path + [new_pos] heapq.heappush(pq, (new_cost, new_pos, new_path)) # 没有找到可行路径 return None # 调用函数求解最短布线距离和路径 result = shortest_path(start, end) if result: print("最短布线距离:", result[0]) print("布线路径:", result[1]) else: print("无法找到可行路径!") ``` 代码中使用了 Python 标准库中的 `heapq` 模块来实现优先队列,以便按代价从小到大的顺序处理节点。在 `shortest_path` 函数中,首先将起始位置和其到起始位置的路径加入优先队列中,然后循环处理队列中的节点,直到找到终止位置或者队列为空。在每次处理节点时,先检查该节点是否已经被访问过,如果是则跳过;否则计算出该节点到起始位置的代价,并将其加入优先队列中。在计算代价时,使用曼哈顿距离即可。最后,如果找到了可行路径,则返回最短布线距离和路径;否则返回 None。

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