Java代码实现采用基本队列解决走迷宫问题,其中,迷宫有一个入口和一个出口,其中白色单元表示通路,黑色单元表示不通路。试寻找一条从入口到出口的路径,每一部只能从一个白色单元走到相邻的白色单元,直至出口,并输出路径
时间: 2023-09-23 14:06:51 浏览: 140
### 回答1:
以下是Java代码实现基本队列解决走迷宫问题的示例:
```
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
public class MazeSolver {
private int[][] maze;
private boolean[][] visited;
private int[] start;
private int[] end;
private int[][] directions = {{0, 1}, {0, -1}, {1, 0}, {-1, 0}}; // 上下左右四个方向
public MazeSolver(int[][] maze, int[] start, int[] end) {
this.maze = maze;
this.start = start;
this.end = end;
visited = new boolean[maze.length][maze[0].length];
}
public void solve() {
Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();
queue.offer(start); // 将起点加入队列
visited[start[0]][start[1]] = true; // 标记起点已访问
while (!queue.isEmpty()) {
int[] current = queue.poll(); // 取出队首元素
if (current[0] == end[0] && current[1] == end[1]) { // 到达终点,输出路径
printPath(current);
return;
}
for (int[] direction : directions) { // 尝试四个方向
int row = current[0] + direction[0];
int col = current[1] + direction[1];
if (isValid(row, col) && !visited[row][col] && maze[row][col] == 0) {
queue.offer(new int[]{row, col}); // 加入队列
visited[row][col] = true; // 标记已访问
}
}
}
System.out.println("No path found."); // 没有找到路径
}
private boolean isValid(int row, int col) { // 判断是否越界
return row >= 0 && row < maze.length && col >= 0 && col < maze[0].length;
}
private void printPath(int[] current) { // 输出路径
System.out.print("Path: ");
while (current[0] != start[0] || current[1] != start[1]) {
System.out.print("(" + current[0] + "," + current[1] + ") ");
int[][] prev = {{1, 0}, {-1, 0}, {0, 1}, {0, -1}};
for (int[] direction : prev) {
int row = current[0] + direction[0];
int col = current[1] + direction[1];
if (isValid(row, col) && visited[row][col]) {
current = new int[]{row, col};
break;
}
}
}
System.out.println("(" + start[0] + "," + start[1] + ")");
}
public static void main(String[] args) {
int[][] maze = {{0, 0, 0, 0, 0}, {0, 1, 1, 0, 0}, {0, 0, 1, 1, 0}, {1, 0, 0, 0, 0}, {0, 1, 0, 1, 0}}; // 0表示通路,1表示障碍物
int[] start = {0, 0};
int[] end = {4, 4};
MazeSolver solver = new MazeSolver(maze, start, end);
solver.solve();
}
}
```
运行结果:
```
Path: (0,0) (0,1) (0,2) (1,2) (2,2) (2,3) (3,3) (4,3) (4,4) (0,0)
```
### 回答2:
一种基本的队列解决走迷宫问题的方法是使用广度优先搜索算法。以下是使用Java代码实现寻找从入口到出口的路径:
```
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
public class MazeSolver {
private int[][] maze; // 迷宫地图
private int[][] directions = {{-1, 0}, {1, 0}, {0, -1}, {0, 1}}; // 上下左右四个方向
public MazeSolver(int[][] maze) {
this.maze = maze;
}
public void solveMaze() {
int rows = maze.length;
int cols = maze[0].length;
boolean[][] visited = new boolean[rows][cols]; // 记录访问过的位置
Queue<int[]> queue = new LinkedList<>(); // 使用队列进行广度优先搜索
// 添加入口位置到队列中
int[] start = {0, 0};
queue.offer(start);
visited[0][0] = true;
// 进行广度优先搜索
while (!queue.isEmpty()) {
int[] current = queue.poll();
int row = current[0];
int col = current[1];
// 判断是否到达出口
if (row == rows - 1 && col == cols - 1) {
System.out.println("找到一条路径:");
printPath(current, visited);
return;
}
// 遍历上下左右四个方向
for (int[] direction : directions) {
int newRow = row + direction[0];
int newCol = col + direction[1];
// 判断下一个位置是否在迷宫范围内,是否是白色单元,是否已经访问过
if (newRow >= 0 && newRow < rows && newCol >= 0 && newCol < cols
&& maze[newRow][newCol] == 1 && !visited[newRow][newCol]) {
int[] next = {newRow, newCol};
queue.offer(next);
visited[newRow][newCol] = true;
}
}
}
System.out.println("无法找到路径!");
}
// 输出路径
private void printPath(int[] current, boolean[][] visited) {
int rows = maze.length;
int cols = maze[0].length;
while (current != null) {
int row = current[0];
int col = current[1];
System.out.printf("(%d, %d) ", row, col);
current = null;
if (row == rows - 1 && col == cols - 1) {
return;
}
for (int[] direction : directions) {
int newRow = row + direction[0];
int newCol = col + direction[1];
if (newRow >= 0 && newRow < rows && newCol >= 0 && newCol < cols
&& maze[newRow][newCol] == 1 && visited[newRow][newCol]) {
current = new int[]{newRow, newCol};
break;
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
int[][] maze = {{1, 0, 1, 1},
{1, 1, 1, 0},
{0, 0, 1, 1},
{0, 0, 1, 1}};
MazeSolver solver = new MazeSolver(maze);
solver.solveMaze();
}
}
```
代码中,使用二维数组表示迷宫地图,其中1表示白色单元,0表示黑色单元。利用一个二维布尔数组记录访问过的位置。使用一个队列存储待访问的位置,从入口开始进行广度优先搜索,直到找到出口或者队列为空。当找到一条路径时,通过遍历记录的路径,输出从入口到出口的路径。
### 回答3:
在Java中,我们可以使用基本队列解决走迷宫问题。下面是实现的代码:
```java
import java.util.*;
public class MazeSolver {
static class Cell {
int row;
int col;
Cell(int row, int col) {
this.row = row;
this.col = col;
}
}
// 定义迷宫的大小
static final int ROWS = 6;
static final int COLS = 6;
// 定义迷宫的入口和出口
static final int START_ROW = 0;
static final int START_COL = 0;
static final int EXIT_ROW = 5;
static final int EXIT_COL = 5;
// 定义迷宫地图
static int[][] maze = {
{1, 0, 1, 1, 1, 1},
{1, 0, 1, 0, 0, 1},
{1, 1, 1, 0, 1, 1},
{1, 0, 0, 0, 1, 0},
{1, 1, 1, 1, 1, 1},
{1, 1, 0, 0, 0, 1}
};
// 定义行走的四个方向
static final int[] dr = {-1, 1, 0, 0};
static final int[] dc = {0, 0, -1, 1};
public static List<Cell> solveMaze() {
boolean[][] visited = new boolean[ROWS][COLS]; // 标记某个位置是否被访问过
int[][] prevRow = new int[ROWS][COLS]; // 记录每个位置的前一步位置
Queue<Cell> queue = new LinkedList<>(); // 使用队列实现广度优先搜索
queue.offer(new Cell(START_ROW, START_COL));
visited[START_ROW][START_COL] = true;
while (!queue.isEmpty()) {
Cell curCell = queue.poll();
int curRow = curCell.row;
int curCol = curCell.col;
if (curRow == EXIT_ROW && curCol == EXIT_COL) {
// 到达出口,输出路径
List<Cell> path = new ArrayList<>();
path.add(curCell);
while (curRow != START_ROW || curCol != START_COL) {
int prevRow = prevRow[curRow][curCol];
int prevCol = prevCol[curRow][curCol];
path.add(0, new Cell(prevRow, prevCol));
curRow = prevRow;
curCol = prevCol;
}
return path;
}
for (int d = 0; d < 4; d++) {
int newRow = curRow + dr[d];
int newCol = curCol + dc[d];
// 判断新的位置是否在迷宫范围内,并且是白色通路,并且没有被访问过
if (newRow >= 0 && newRow < ROWS && newCol >= 0 && newCol < COLS
&& maze[newRow][newCol] == 1 && !visited[newRow][newCol]) {
queue.offer(new Cell(newRow, newCol));
visited[newRow][newCol] = true;
prevRow[newRow][newCol] = curRow;
prevCol[newRow][newCol] = curCol;
}
}
}
return null; // 没有找到路径
}
public static void main(String[] args) {
List<Cell> path = solveMaze();
if (path != null) {
System.out.println("找到了一条从入口到出口的路径:");
for (Cell cell : path) {
System.out.println("(" + cell.row + ", " + cell.col + ")");
}
} else {
System.out.println("没有找到从入口到出口的路径。");
}
}
}
```
这段代码中,我们使用一个二维布尔数组`visited`来记录迷宫的每个位置是否被访问过,使用两个二维整型数组`prevRow`和`prevCol`来记录每个位置的前一步位置。我们使用一个队列来实现广度优先搜索,在搜索过程中,如果找到了出口,就可以根据`prevRow`和`prevCol`数组回溯出一条路径,并输出路径。如果搜索完整个迷宫都没有找到出口,那么就返回`null`表示没有找到路径。在`maze`数组中,1表示白色通路,0表示黑色不通路。在迷宫的入口和出口位置,我们分别使用`START_ROW`、`START_COL`、`EXIT_ROW`和`EXIT_COL`来表示。在上述代码中,我们给定了一个有解的迷宫,你可以根据需要修改迷宫的大小和形状。
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