Java迷宫代码，深度优先遍历

Posted 2022-01-31 jiezai

此次迷宫深度优先遍历寻找路径采用栈结构，每个节点都有固定的行走方向（右下左上），除非一个方向走不通，不然会一条道走到黑。

如果路径存在，打印出行走路径，否则打印出迷宫不存在有效路径。

方向常量定义：

public interface Constant 
    // 右方向
    int RIGHT = 0;
    // 下方向
    int DOWN = 1;
    // 左方向
    int LEFT = 2;
    // 上方向
    int UP = 3;

所用到的栈定义(jdk自带的栈或集合也可以实现此功能)

/**
 * 描述:实现迷宫路径搜索需要的链式栈结构
 *
 * @Author shilei
 * @Date 2019/5/18
 */
public class Stack<T> 
    
    // top指向头节点，头节点的后面就是栈顶节点
    private Entry<T> top;

    public Stack() 
        this.top =new Entry<>(null,null);
    

    /**
     * 入栈操作
     * @param val
     */
    public void push(T val)
        Entry<T> newEntry=new Entry<>(val,this.top.next);
        this.top.next=newEntry;
    

    /**
     * 出栈操作
     * @return
     */
    public T pop()
        Entry<T> entry=this.top.next;
        this.top.next=this.top.next.next;
        return entry.data;
    

    /**
     * 查看栈顶元素
     * @return
     */
    public T peek()
        if(isEmpty())return null;
        return this.top.next.data;
    

    /**
     * 判断栈空
     * @return
     */
    public boolean isEmpty()
        return this.top.next==null;
    

    /**
     * 节点类型定义
     * @param <T>
     */
    static class Entry<T>
        T data;
        Entry<T> next;

        public Entry(T data, Entry<T> next) 
            this.data = data;
            this.next = next;
        
    

迷宫节点类型定义

    /**
     * 描述: 定义迷宫节点类型
     */
    private static class MazeNode 
        // 节点的值
        int val;
        // 节点的x和y坐标
        int x;
        int y;
        // 节点四个方向的行走状态，true表示可以走，false表示不能走
        boolean[] state;

        /**
         * 迷宫路径初始化
         * @param data
         * @param i
         * @param j
         */
        public MazeNode(int data, int i, int j)
            this.state = new boolean[4];
            this.val = data;
            this.x = i;
            this.y = j;
        
    

迷宫类型定义

/**
 * 描述: 迷宫的类型定义
 *
 * @Author shilei
 * @Date 2019/5/18
 */
public class Maze 
    // 迷宫所有的路径存储在二维数组当中
    private MazeNode[][] maze;

    // 存储迷宫路径节点的栈 深度优先
    private Stack<MazeNode> stack;// 迷宫的行数
    private int row;
    // 迷宫的列数
    private int col;

    /**
     * 迷宫初始化
     * @param row
     * @param col
     */
    public Maze(int row, int col) 
        this.row = row;
        this.col = col;
        this.maze = new MazeNode[row][col];
        this.stack = new Stack<>();
    


    /**
     * 初始化指定位置的迷宫节点
     * @param data
     * @param i
     * @param j
     */
    public void initMazeNode(int data, int i, int j) 
        this.maze[i][j] = new MazeNode(data, i, j);
    

    /**
     * 修改迷宫所有节点四个方向的行走状态信息
     */
    public void initMazeNodePathState() 
        for (int i=0;i<row;i++)
            for (int j=0;j<col;j++)
                if(j+1<col&&maze[i][j+1].val==0)
                    maze[i][j].state[Constant.RIGHT]=true;
                
                if(i+1<row&&maze[i+1][j].val==0)
                    maze[i][j].state[Constant.DOWN]=true;
                
                if(j>0&&maze[i][j-1].val==0)
                    maze[i][j].state[Constant.LEFT]=true;
                
                if(i>0&&maze[i-1][j].val==0)
                    maze[i][j].state[Constant.UP]=true;
                
            
        
    

    /**
     * 寻找迷宫路径
     */
    public void findMazePath() 
// 深度优先
        if (maze[0][0].val != 0) 
            return;
        
        stack.push(maze[0][0]);
        while (!stack.isEmpty()) 
            MazeNode top = stack.peek();
            //找到出口
            if (top.x == row - 1 && top.y == col - 1) 
                break;
            
            if (top.state[Constant.RIGHT]) 
                top.state[Constant.RIGHT] = false;
                stack.push(maze[top.x][top.y + 1]);
                this.stack.peek().state[Constant.LEFT] = false;
                continue;
            
            if (top.state[Constant.DOWN]) 
                top.state[Constant.DOWN] = false;
                stack.push(maze[top.x + 1][top.y]);
                this.stack.peek().state[Constant.UP] = false;
                continue;
            
            if (top.state[Constant.LEFT]) 
                top.state[Constant.LEFT] = false;
                stack.push(maze[top.x][top.y - 1]);
                this.stack.peek().state[Constant.RIGHT] = false;
                continue;
            
            if (top.state[Constant.UP]) 
                top.state[Constant.UP] = false;
                stack.push(maze[top.x - 1][top.y]);
                this.stack.peek().state[Constant.DOWN] = false;
                continue;
            
            stack.pop();
        
    
    /**
     * 打印迷宫路径搜索的结果
     */
    public void showMazePath()
        if(this.stack.isEmpty())
            System.out.println("迷宫出不去咯");
        else 
            while (!stack.isEmpty())
                MazeNode top=stack.pop();
                maze[top.x][top.y].val=‘*‘;
            
            for (int i = 0; i <row ; i++) 
                for (int j = 0; j <col ; j++) 
                    if(maze[i][j].val==‘*‘)
                        System.out.print("*"+" ");
                       continue;
                    
                    System.out.print(maze[i][j].val+" ");
                
                System.out.println();
            
        
    

    /**
     * 描述: 定义迷宫节点类型
     */
    private static class MazeNode 
        // 节点的值
        int val;
        // 节点的x和y坐标
        int x;
        int y;
        // 节点四个方向的行走状态，true表示可以走，false表示不能走
        boolean[] state;

        /**
         * 迷宫路径初始化
         * @param data
         * @param i
         * @param j
         */
        public MazeNode(int data, int i, int j)
            this.state = new boolean[4];
            this.val = data;
            this.x = i;
            this.y = j;
        
    

测试类

public class Main 
    public static void main(String[] args) 
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        System.out.print("请输入迷宫的行列数:");
        int row, col, data;
        row = in.nextInt();
        col = in.nextInt();

        Maze maze = new Maze(row, col);

        System.out.println("请输入迷宫路径");
        for (int i = 0; i < row; i++) 
            for (int j = 0; j < col; j++) 
                data = in.nextInt();
                maze.initMazeNode(data, i, j);
            
        

        // 修改迷宫所有节点四个方向的行走状态信息
        maze.initMazeNodePathState();
        // 寻找迷宫路径
        maze.findMazePath();
        // 打印迷宫路径搜索的结果
        maze.showMazePath();

    

结果：

请输入迷宫的行列数:4 5
请输入迷宫路径
   0  1  0  0 0
   0  0  0  1 0
   1  0  1  1 0
   0  0  0  0 0

* 1 * * * 
* * * 1 * 
1 0 1 1 * 
0 0 0 0 * 

缺点：深度优先无法求出迷宫最短路径，下一篇广度优先遍历可以求出最短路径。