一个迷宫由r行c列格子组成,有的格子里有障碍物,不能走;有的格子是空地,可以走。 给定一个迷宫,求从左上角走到右下角最少需要走多少步(数据保证一定能走到)。只能在水平方向或垂直方向走,不能斜着走。
时间: 2023-05-31 13:20:51 浏览: 337
迷宫的走法
### 回答1:
可以使用广度优先搜索算法来解决这个问题。首先将起点加入队列中,然后不断从队列中取出一个格子,将其周围可以走的格子加入队列中,并记录它们的步数。当取出的格子是终点时,返回它的步数即可。
具体实现时,可以用一个二维数组来记录每个格子的状态,表示空地,1表示障碍物。另外还需要一个二维数组来记录每个格子的步数,初始值为-1表示未访问过。每次访问一个格子时,将其步数设置为上一个格子的步数加1,然后将其加入队列中。最后返回终点格子的步数即可。
以下是Python代码示例:
```python
from collections import deque
def bfs(maze):
r, c = len(maze), len(maze[])
visited = [[False] * c for _ in range(r)]
steps = [[-1] * c for _ in range(r)]
queue = deque([(, )])
steps[][] =
while queue:
x, y = queue.popleft()
if x == r - 1 and y == c - 1:
return steps[x][y]
for dx, dy in [(, 1), (, -1), (1, ), (-1, )]:
nx, ny = x + dx, y + dy
if <= nx < r and <= ny < c and not visited[nx][ny] and maze[nx][ny] == :
visited[nx][ny] = True
steps[nx][ny] = steps[x][y] + 1
queue.append((nx, ny))
maze = [[, , 1, ],
[, , , ],
[, 1, , 1],
[, , , ]]
print(bfs(maze)) # 输出3
```
### 回答2:
迷宫问题是一种非常经典的算法问题。要解决这个问题,可以使用图论中的广度优先搜索算法。广度优先搜索是一种逐层遍历的算法,可以从起点开始,逐渐扩展遍历,直到找到终点位置。
步骤如下:
1.将起点位置加入队列中。
2.对于队列中的每个点进行扩展,并将其未访问过的邻居加入队列中。
3.重复步骤2,直到找到终点位置。
这个算法的时间复杂度为$r\times c$,其中$r$为迷宫的行数,$c$为迷宫的列数。空间复杂度也为$r\times c$。
在实现时,可以使用一个二维数组来表示迷宫,即1表示障碍物,0表示空地。同时,还需要一个二维数组来记录每个位置到起点的最短路径长度,初始值为无穷大。从起点位置开始,将其路径长度设为0,并加入队列中。然后对于队列中的每个点进行扩展,如果其未访问过的邻居可以到达、且路径长度更短,则更新邻居的最短路径长度,并加入队列中。最终,到达终点位置时的最短路径长度即为所求。
可以使用Python实现这个算法,代码如下:
```python
from collections import deque
def bfs(maze):
# 获取迷宫的行数和列数
rows = len(maze)
cols = len(maze[0])
# 初始化距离数组,全部设为无穷大
dist = [[float('inf')] * cols for _ in range(rows)]
# 起点距离为0,加入队列中
dist[0][0] = 0
q = deque([(0, 0)])
# 进行广度优先搜索
while q:
x, y = q.popleft()
# 扩展当前点的四个相邻位置
for dx, dy in [(0,1), (0,-1), (1,0), (-1,0)]:
nx, ny = x + dx, y + dy
# 判断是否合法位置
if 0 <= nx < rows and 0 <= ny < cols and maze[nx][ny] == 0:
# 计算到这个位置的距离
new_dist = dist[x][y] + 1
# 判断是否需要更新距离
if new_dist < dist[nx][ny]:
dist[nx][ny] = new_dist
q.append((nx, ny))
# 返回终点位置的最短路径长度
return dist[-1][-1]
# 测试
maze = [
[0, 1, 0, 0, 0],
[0, 0, 0, 1, 0],
[1, 1, 0, 1, 0],
[1, 1, 0, 0, 0],
[1, 1, 1, 1, 0],
]
print(bfs(maze)) # 输出3,即最短路径长度
```
这个算法可以较快地解决小规模的迷宫问题,但对于较大的迷宫,时间复杂度会较高。此时可以考虑使用A*算法等其他更高效的算法。
### 回答3:
这道题自然想到的是最短路算法。常见的最短路算法有 Dijkstra 算法、Bellman-Ford算法、Floyd算法等。在这里我们选择最简单易懂的 BFS 算法。
BFS(广度优先搜索,又称宽度优先搜索)是一种搜索算法,用于遍历或搜索树或图。它从根结点开始,一层层遍历,下一层之前必须遍历完上一层所有的节点。在求解最短路的问题中,BFS算法应用广泛,因为它可以通过遍历到的层数来计算路径的长度。
我们设 d[i][j] 表示起点到迷宫中点 (i,j) 的最短路长度,那么 d[1][1] = 0 (起点到起点的距离为0),对于障碍物,d[i][j] = INF(走不通为无穷大)。具体步骤如下:
1. 将起点放入队列中,d[1][1] = 0;
2. 当队列非空时,取出队首元素 (u,v),用 (x,y) 表示 (u,v) 的四个相邻的点,如果 (x,y) 是空地,而且 d[x][y] 仍然等于 INF,就让 d[x][y] = d[u][v] + 1,将 (x,y) 加入队列中;
3. 当队列中存在终点时,返回该点的最短路长度。
最后,注意到这是一个有界的搜索问题(因为我们钦定终点一定能够到达),也就是说我们不必使用队列 deque 这种 STL 栈,只需要一个定长数组模拟队列即可。
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