数据结构-实例代码

Posted 2020-10-23 不会起名字

栈的应用-迷宫问题

给一个二维列表，表示迷宫（0表示通道，1表示围墙），给出算法，求一条走出迷宫的路径。

from collections import deque
两种思路：基于堆栈、基于队列
基于堆栈：在一个迷宫节点(x,y)上，可以进行四个方向的探查：maze[x-1][y],maze[x+1][y],maze[x][y-1],maze[x][y+1]
解决思路：从一个节点开始，任意找下一个可以走的点，当找不到的时候，退回上一个点寻找其他方向的点
方法：创建一个空的栈，首先从入口位置进栈，当栈不空的时候循环：获取栈顶元素，寻找下一个可以走的相邻
    的方块，说明当前的额位置是死胡同，进行回溯（就是讲当前的位置出栈，看前边的点有没有可以走的路）
　　
基于队列：
思路：从一个节点开始，寻找所有下面能继续走的点，继续寻找，知道找到出口。
方法：创建一个空的队列，从起点位置进队，在队列不为空的时候循环：出队一次。如果当前位置为出口，结束算法
    否则找出当前方块的四个相邻的方块中可以走的方块，全部进队。
maze = [
    [1,1,1,1,1,1,1,1,1,1],
    [1,0,0,1,0,0,0,1,0,1],
    [1,0,0,1,0,0,0,1,0,1],
    [1,0,0,0,0,1,1,0,0,1],
    [1,0,1,1,1,0,0,0,0,1],
    [1,0,0,0,1,0,0,0,0,1],
    [1,0,1,0,0,0,1,0,0,1],
    [1,0,1,1,1,0,1,1,0,1],
    [1,1,0,0,0,0,0,0,0,1],
    [1,1,1,1,1,1,1,1,1,1]
]

dirs = [
    lambda x,y:(x-1,y),  #上
    lambda x,y:(x,y+1),  #右
    lambda x,y:(x+1,y),  #下
    lambda x,y:(x,y-1),  #左
]


def solve_maze(x1, y1, x2, y2):
　　"""基于栈实现"""
    stack = []
    stack.append((x1,y1))
    maze[x1][y1] = 2
    while len(stack) > 0:   # 当栈不空循环
        cur_node = stack[-1]
        if cur_node == (x2,y2): #到达终点
            for p in stack:
                print(p)
            return True
        for dir in dirs:
            next_node = dir(*cur_node)
            if maze[next_node[0]][next_node[1]] == 0:   #找到一个能走的方向
                stack.append(next_node)
                maze[next_node[0]][next_node[1]] = 2  # 2表示已经走过的点
                break
        else: #如果一个方向也找不到
            stack.pop()
    else:
        print("无路可走")
        return False


def solve_maze2(x1,y1,x2,y2):
    """基于队列来实现"""
    queue = deque()
    path = []    # 记录出队之后的节点
    queue.append((x1,y1,-1))
    maze[x1][y1] = 2
    while len(queue) > 0:
        cur_node = queue.popleft()
        path.append(cur_node)
        if cur_node[0] == x2 and cur_node[1] == y2:  #到终点
            real_path = []
            x,y,i = path[-1]
            real_path.append((x,y))
            while i >= 0:
                node = path[i]
                real_path.append(node[0:2])
                i = node[2]
            real_path.reverse()
            for p in real_path:
                print(p)
            return True
        for dir in dirs:
            next_node = dir(cur_node[0], cur_node[1])
            if maze[next_node[0]][next_node[1]] == 0:
                queue.append((next_node[0], next_node[1], len(path)-1))
                maze[next_node[0]][next_node[1]] = 2 # 标记为已经走过
    else:
        print("无路可走")
        return False

solve_maze2(1,1,8,8)          #输入起点的位置和终点的位置

 

。。。。。。。。。。有时间更新