迷宫实现递归版本C++

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了迷宫实现递归版本C++相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

迷宫实现递归版本C++

问题描述:

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//题目:迷宫求解问题。

 

大致思路:

//1、入口,出口判断/程序终止判定:4个方位的坐标边界比较,表明到了出入口。
//2-1、求解原理1:暴力处理,从入口点开始,对其四个方向进行可行性判别,获取下一位置,重复,知道走到出口。
//2-2、求解原理2:对于有出口的迷宫,如果你一直靠右,或者靠左行走,必然能够走到出口。这个方案省去了1中暴力队每个方向的判别。
//3、走过的路线,具体坐标的值修改为2,然后将走过的点坐标入栈保存。
//4、优化点①:可能存在死胡同或者环形路线,那么必然会绕远路。所以对3、中的修改值为2改进为+=2,可以具体得出经过某位置几次
//5、优化点②:根据3、 4、可以判断出走过的没必要的路线,记录值为4的点,然后对栈进行出栈操作,可以做到优化部分路线。
//6、待完善点:没有给出迷宫最短路线的解答。
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//工程目录下 MazeMap.txt中的地图表示

//1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
//1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
//0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
//1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1
//1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1
//1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1
//1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1
//1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1
//1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1
//1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1
//1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1
//1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1
//1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
//1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
//1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
//1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
//1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
//1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
//1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1
//1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

 

 

代码示例:

//由文件读取迷宫地图。
void
GetMazeMap(int *a,int row,int col) { FILE *FOut; fopen_s(&FOut,"MazeMap.txt", "r"); assert(FOut); for (int i = 0; i < row; ++i) { for (int j = 0; j < col;) { char ch = fgetc(FOut); if (ch == 0 || ch == 1) { a[i*col + j] = ch - 0; ++j; } } } }
//迷宫打印
void PrintMazeMap(int *a, int row, int col) { cout << "MazeMap:(row,col):(" << row <<","<< col <<")."<< endl; for (int i = 0; i < row; ++i) { for (int j = 0; j < col; ++j) { cout << a[i*col + j] << " "; } cout << endl; } cout << endl; }

//位置坐标类。
struct Step { int row;// int col;// bool operator==(Step &s) { return row == s.row&&col == s.col; } };

//在程序中对迷宫进行遍历时除了坐标,更给出具体方向的类man
struct man { man(Step s, int d) :_cur(s) , _dir(d) {} Step _cur; int _dir;// 0-3 表明4个方向 man nextPos(int dir) { Step cur = _cur; dir = (dir+4) % 4; switch (dir) { case 0: cur.row--; break; case 1: cur.col++; break; case 2: cur.row++; break; case 3: cur.col--; break; } return man(cur, dir); } }; stack<man> paths;
//打印具体走过的迷宫路线的坐标(含方向)
void PrintPathStep() { while (!paths.empty()) { man tmp = paths.top(); cout << "[" << tmp._cur.row << "," << tmp._cur.col << "]:" << tmp._dir << "" << "-->"; paths.pop(); } cout << "Over!" << endl; } //给定map和入口点坐标,求迷宫解 void GetMazePaths(int *map, int row, int col, Step& entry) { //当前位置. man m(entry, 0); map[m._cur.row*col + m._cur.col] = 2; paths.push(m); while (1) { man top = paths.top(); man cur = top.nextPos(top._dir - 1); //man cur = top.nextPos(top._dir + 1); 可替换上行,转换为靠右行。

if (cur._cur.col<0 || cur._cur.row<0 || cur._cur.col>=col || cur._cur.row>=row) { cout << "越界" << endl; top._dir++; //top._dir--; 可替换上行,转换为靠右行 paths.pop(); paths.push(top); continue; } //边界,也就是出入口 if ((cur._cur.col == 0 || cur._cur.row == 0 || cur._cur.col == col-1 || cur._cur.row == row-1) &&map[cur._cur.row*col + cur._cur.col] == 0) { cout << "这里是出入口" << endl; if (!(cur._cur == entry)) { map[cur._cur.row*col + cur._cur.col] = 2; paths.push(cur); cout << "得到出口" <<cur._cur.row<<" "<<cur._cur.col<< endl; break; } } //遍历: //下一个位置为当前方向的下一个位置 if (map[cur._cur.row*col + cur._cur.col] != 1) { map[cur._cur.row*col + cur._cur.col] += 2; if (map[cur._cur.row*col + cur._cur.col] == 4) { Step tmp; tmp.row = cur._cur.row; tmp.col = cur._cur.col; ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //回退过程。 while (paths.top()._cur.row != tmp.row || paths.top()._cur.col != tmp.col) { map[paths.top()._cur.row*col + paths.top()._cur.col] = 1; paths.pop(); } } map[cur._cur.row*col + cur._cur.col] = 2; paths.push(cur); } else { top._dir++; //top._dir--; 可替换上行,转变为靠右行方案 paths.pop(); paths.push(top); } } }

//递归方式求解迷宫路线问题。思路为靠左行方案
//注:递归方式没有如非递归方式的死胡同排除等优化,只是单纯的靠左行得到路线。
void GetNextAccessPath(int *map, int row, int col, man& entry) { man tmp(entry); if ( ( entry._cur.row == row - 1 || entry._cur.col == col - 1 ||entry._cur.row == 0 // || entry._cur.col == 0 //注,这一行的注释主要是明确出口的具体位置不是左边。 可以改进为结束判断是:该点是边界,但不是程序传入的迷宫入口。(即是出口)
) && map[entry._cur.row*col + entry ._cur.col] != 1 ) { paths.push(entry); return; } else { paths.push(entry); tmp = entry.nextPos(entry._dir-1);
    //获得下一个可以通行的位置
while (map[tmp._cur.row*col + tmp._cur.col] == 1) { tmp = entry.nextPos(tmp._dir+1); } entry = tmp; GetNextAccessPath(map, row, col, entry); } } void main() { int a[20][20] = {}; ::GetMazeMap((int*)a, 20, 20); Step ent = { 2, 0 }; man entm = { { 2, 0 }, 1 }; GetMazePaths((int*)a, 20, 20, ent); //非递归方式 //GetNextAccessPath((int*)a, 10, 10, man(ent, 0)); //递归方式 ::PrintMazeMap((int*)a, 20, 20); ::PrintPathStep(); system("pause"); }

 

 

运行结果实例:

得到出口19 2
MazeMap:(row,col):(20,20).
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1
1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 2 1 1
1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 2 1 1
1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 2 1 1
1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 2 1 1
1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 2 1 1
1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 2 1 1
1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 2 1 1
1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 2 1 1
1 1 0 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1
1 1 0 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 2 2 2 0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 2 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 2 1 2 0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 2 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 2 1 2 2 2 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

[19,2]:2--> [18,2]:3--> [17,2]:3--> [16,2]:3--> [15,2]:3--> [14,2]:3--> [14,3]:4--> [14,4]:0--> [15,4]:1--> [16,4]:1--> [17,4]:1--> [18,4]:5--> [18,5]:4--> [18,6]:4--> [17,6]:3-->
[16,6]:3--> [15,6]:3--> [14,6]:3--> [13,6]:3--> [12,6]:3--> [12,7]:4--> [12,8]:4--> [12,9]:4--> [12,10]:4--> [12,11]:4--> [12,12]:0--> [12,12]:3--> [12,13]:4--> [12,14]:4--> [12,15]:4-->
[12,16]:4--> [12,17]:4--> [11,17]:3--> [10,17]:3--> [9,17]:3--> [8,17]:3--> [7,17]:3--> [6,17]:3--> [5,17]:3--> [4,17]:3--> [3,17]:3--> [2,17]:3--> [2,16]:2--> [2,15]:2--> [2,14]:2-->
[2,13]:2--> [2,12]:2--> [2,11]:2--> [2,10]:2--> [2,9]:2--> [2,8]:2--> [2,7]:2--> [2,6]:2--> [2,5]:2--> [2,4]:2--> [2,3]:2--> [2,2]:2--> [2,1]:2--> [2,0]:2--> Over!

 

注:程序中的地图大小可由文件中定义给出。

然后数组表示可以改进为动态分配。

具体关于二维数组做参数或如何动态申请二维数组的方案可参考:Effective-C++.

以上是关于迷宫实现递归版本C++的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

似乎无法为无墙迷宫创建递归算法

C++实现二叉树 前中后序遍历(递归与非递归)非递归实现过程最简洁版本

迷宫生成 - 递归除法(它是如何工作的?)

数据结构实验二 栈的应用——迷宫求解问题(c++版本)

使用递归完成迷宫题

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