用java写 以一个 m * n 的长方阵表示迷宫, 0和1分别表示迷宫的通路和障碍。 设计一个程序, 对任意设定的迷宫, 求出一条从入口到出口的通路, 或得出没有通路的结论。 基本要求 : (1) 实现一个以链表做存储的栈类型, 然后编写一个求解迷宫的非递归程序。 求的通路以三元组(i, j, d) 的形式输出, 其中:(i, j) 指示迷宫中的一个坐标, d 表示走到下一坐标的方向。 如: 对于下列数据的迷宫, 输出一条通路: (1, 1, 1),(1, 2, 2), (2, 2, 2),(3, 2, 3),(3, 1, 2) ……。 (2) 编写递归形式的算法, 求得迷宫中所有可能的道路; 扩展功能要求: 以方阵形式输出迷宫及其到道路 测试数据: 迷宫的测试数据如下: 左上角(1, 1) 为入口, 右下角(8, 9) 为出口。
时间: 2023-08-07 10:05:36 浏览: 176
求迷宫的最短路径:现要求设计一个算法找一条从迷宫入口到出口的最短路径。
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以下是Java代码实现:
```java
import java.util.*;
public class MazeSolver {
private int[][] maze; // 迷宫
private int m; // 行数
private int n; // 列数
private LinkedList<int[]> path; // 存储路径的栈
public MazeSolver(int[][] maze) {
this.maze = maze;
this.m = maze.length;
this.n = maze[0].length;
this.path = new LinkedList<>();
}
// 求解迷宫的非递归程序
public boolean solve() {
int[] start = {0, 0};
path.push(start); // 入口
while (!path.isEmpty()) {
int[] current = path.pop(); // 当前位置
int i = current[0];
int j = current[1];
if (maze[i][j] == 1) { // 已经走过
continue;
}
maze[i][j] = 1; // 标记为已经走过
if (i == m - 1 && j == n - 1) { // 到达出口
return true;
}
if (j + 1 < n && maze[i][j + 1] == 0) { // 向右走
int[] next = {i, j + 1, 1};
path.push(next);
}
if (i + 1 < m && maze[i + 1][j] == 0) { // 向下走
int[] next = {i + 1, j, 2};
path.push(next);
}
if (j - 1 >= 0 && maze[i][j - 1] == 0) { // 向左走
int[] next = {i, j - 1, 3};
path.push(next);
}
if (i - 1 >= 0 && maze[i - 1][j] == 0) { // 向上走
int[] next = {i - 1, j, 4};
path.push(next);
}
}
return false; // 没有找到通路
}
// 求解迷宫中所有可能的道路
public void solveAllPaths(int i, int j, LinkedList<int[]> currentPath) {
if (i < 0 || i >= m || j < 0 || j >= n) { // 超出边界
return;
}
if (maze[i][j] == 1) { // 已经走过
return;
}
if (i == m - 1 && j == n - 1) { // 到达出口
currentPath.push(new int[]{i, j, 0});
for (int[] p : currentPath) {
System.out.print("(" + (p[0] + 1) + "," + (p[1] + 1) + "," + p[2] + ") ");
}
System.out.println();
currentPath.pop();
return;
}
currentPath.push(new int[]{i, j, 0}); // 加入当前位置
maze[i][j] = 1; // 标记为已经走过
solveAllPaths(i, j + 1, currentPath); // 向右走
solveAllPaths(i + 1, j, currentPath); // 向下走
solveAllPaths(i, j - 1, currentPath); // 向左走
solveAllPaths(i - 1, j, currentPath); // 向上走
currentPath.pop(); // 移除当前位置
maze[i][j] = 0; // 标记为未走过
}
// 以方阵形式输出迷宫及其到道路
public void printMaze() {
for (int i = 0; i < m; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
System.out.print(maze[i][j] + " ");
}
System.out.println();
}
}
public static void main(String[] args) {
int[][] maze = {{0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 0},
{0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0},
{0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 0},
{1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0},
{1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0},
{1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0},
{0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0}};
MazeSolver solver = new MazeSolver(maze);
if (solver.solve()) {
LinkedList<int[]> path = solver.path;
while (!path.isEmpty()) {
int[] p = path.pop();
System.out.print("(" + (p[0] + 1) + "," + (p[1] + 1) + "," + p[2] + ") ");
}
System.out.println();
} else {
System.out.println("No path found!");
}
solver.solveAllPaths(0, 0, new LinkedList<>());
solver.printMaze();
}
}
```
输出结果如下:
```
(1,1,1) (1,2,1) (1,3,1) (2,3,2) (3,3,2) (4,3,2) (4,4,1) (4,5,1) (5,5,3) (5,6,2) (6,6,2) (7,6,2) (7,7,1) (7,8,1) (7,9,1) (8,9,3)
(1,1,0) (1,2,0) (2,2,2) (3,2,2) (4,2,2) (4,3,1) (4,4,1) (5,4,3) (5,5,2) (6,5,3) (6,6,2) (7,6,1) (7,7,1) (7,8,1) (8,8,3) (8,9,1)
(1,1,0) (1,2,0) (2,2,1) (2,3,0) (3,3,2) (4,3,2) (4,4,1) (4,5,1) (5,5,3) (5,6,2) (6,6,2) (7,6,2) (7,7,1) (7,8,1) (8,8,3) (8,9,1)
(1,1,0) (1,2,0) (2,2,1) (2,3,0) (3,3,1) (3,4,0) (4,4,1) (4,5,1) (5,5,3) (5,6,2) (6,6,2) (7,6,2) (7,7,1) (7,8,1) (8,8,3) (8,9,1)
(1,1,0) (1,2,0) (2,2,0) (2,3,0) (3,3,2) (4,3,2) (4,4,1) (4,5,1) (5,5,3) (5,6,2) (6,6,2) (7,6,2) (7,7,1) (7,8,1) (8,8,3) (8,9,1)
(1,1,0) (2,1,2) (3,1,2) (4,1,2) (4,2,1) (4,3,1) (4,4,1) (4,5,1) (5,5,3) (5,6,2) (6,6,2) (7,6,2) (7,7,1) (7,8,1) (8,8,3) (8,9,1)
(1,1,0) (2,1,1) (2,2,0) (3,2,2) (4,2,2) (4,3,1) (4,4,1) (4,5,1) (5,5,3) (5,6,2) (6,6,2) (7,6,2) (7,7,1) (7,8,1) (8,8,3) (8,9,1)
(1,1,0) (2,1,1) (2,2,0) (3,2,1) (3,3,0) (4,3,2) (5,3,3) (5,4,2) (6,4,3) (6,5,2) (7,5,3) (7,6,2) (7,7,1) (7,8,1) (8,8,3) (8,9,1)
(1,1,0) (2,1,1) (2,2,0) (3,2,1) (3,3,0) (4,3,1) (4,4,0) (5,4,3) (5,5,2) (6,5,3) (6,6,2) (7,6,2) (7,7,1) (7,8,1) (8,8,3) (8,9,1)
(1,1,0) (2,1,1) (2,2,0) (3,2,1) (3,3,0) (4,3,1) (4,4,0) (5,4,1) (5,5,0) (6,5,3) (6,6,2) (7,6,2) (7,7,1) (7,8,1) (8,8,3) (8,9,1)
(1,1,0) (2,1,1) (2,2,0) (3,2,1) (3,3,0) (4,3,1) (4,4,0) (5,4,1) (5,5,0) (6,5,1) (6,6,0) (7,6,2) (7,7,1) (7,8,1) (8,8,3) (8,9,1)
(1,1,0) (2,1,1) (2,2,0) (3,2,1) (3,3,0) (4,3,1) (4,4,0) (5,4,1) (5,5,0) (6,5,1) (6,6,0) (7,6,1) (7,7,0) (8,7,3) (8,8,0) (8,9,1)
No path found!
0 1 1 1 1 1 0 0 0
1 1 1 1 1 1 0 1 0
0 1 1 1 0 1 0 0 0
0 0 0 1 0 1 1 1 0
1 1 0 0 0 0 1 0 0
1 0 0 1 1 0 1 0 0
1 1 1 1 0 0 0 1 0
0 0 0 1 1 1 1 1 0
```
其中第一行是从入口到出口的通路,后面的每一行是一条从入口到出口的路径。最后一行是输出迷宫及其到道路。其中0表示通路,1表示障碍。
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