使用堆栈的 Java Maze Explorer

Posted 2023-02-22

【中文标题】使用堆栈的 Java Maze Explorer

【英文标题】：Java Maze Explorer Using Stacks

【发布时间】：2014-03-04 18:24:05

【问题描述】：

不要求代码

我只想说清楚，我不想让任何人给我解决这个问题的代码，我想自己写，所以我真的学到了一些东西。

不要求代码

好的，所以我需要创建一个类，该类将采用一个 txt 文件，该文件包含一个由 ('W' = WALL, 'S' = START, 'O' = TRAVERSABLE SPACE, 'F' = FINISH) 组成的迷宫并返回一个布尔值 true/false，判断迷宫是否可以使用堆栈和/或队列解决。

我现在处于早期阶段，所以我在想什么......

我能否以某种方式创建一个二维数组，为迷宫中的每个角色分配“坐标”？然后只是遍历每个字母并“爆炸”以检查所有四个方向是否可以继续这样？一旦该位置被探索，它将被添加到堆栈中，因此不再被探索。

这样的东西会起作用吗？以及如何创建二维数组？

编辑：

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.util.Scanner;
import java.util.Stack;
import java.awt.Point;


public class MazeExplorer 
    public static int x;
    public static int y;

    final int mazeHeight = 12;
    final int mazeWidth = 58;
    public static char[][] mazeLocationPoints = new char[12][58];






    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException

        File f = new File("Maze1.txt");
        Scanner sc = new Scanner(f);
        String mazeString = new Scanner( f ).useDelimiter("\\A").next();

        Stack<Point> points = new Stack<>();
        while(sc.hasNextLine())
            mazeLocationPoints[][] = sc.nextLine().toCharArray();
            points.push(mazeLocations);


        

    

【问题讨论】：

二维数组或一维数组都可以工作，只要您保持坐标。查找行主要与列主要和广度优先搜索和深度优先搜索的起始算法。

感谢@DanielWilliams！所以我可以使用 while 循环并添加到 int[][] ?

答案还取决于你能否保证迷宫中的唯一解。如果不能，则必须为每个单元格设置一个访问标志，以了解您是否访问过它。

谢谢@Alcanzar。我可以将访问过的位置添加到堆栈中，如果（未访问过的位置）继续吗？

@user3349062 您应该研究深度优先和广度优先搜索算法。您基本上检查 F 是否可以从 S 到达，或者 F 是否在 S 的连接组件中。基本上对于文本文件中的每个字符，它的祖先和孩子都是它的直接邻居。您可以通过从堆栈/队列中的 S 开始移动矩阵，检查其子级并将它们添加到堆栈/队列中。你这样做直到你的堆栈/队列为空或你找到 F。如果你没有找到 F 返回 false

【参考方案1】：

您应该将每个点视为跟踪其祖先和子代的节点。如果一个子节点不是当前节点的父节点并且它的值 == 'O' 则将其添加到列表中，首先将您的起始节点添加到队列中。弹出并标记它已访问。将其所有子项添加到队列中，将它们弹出并标记为已访问。重复此过程，直到您的 Queue 为空或您找到一个值为 'F' 的节点

可以通过考虑其相邻索引并评估三件事来找到孩子：

此相邻索引是父索引吗？如果是，不要添加到孩子 相邻索引是否在迷宫范围内？避免 ArrayIndexOutofBounds 异常

此节点处的值是否等于“O”或“F”。如果 'O' 添加到子列表和队列中。如果是“F”，你就完成了。

public class Point 
  int i;
  int j;
  char value;
  Point parent;
  ArrayList<Point> children;

  public static final maze[][];

  public Point(int i, int j, char val) 
    this.i = i;
    this.j = j;
    this.val = val
    parent = null;
    children = new ArrayList<Point>();
  

  public void generateChildren() 
    if (i + 1 <= mazeHeight && j + 1 <= mazeWidth) 
      if (maze[i+1][j+1] == 'O') 
        if (!maze[i+1][j+1].equals[this.parent]) 
          Point child = new Child(i+1, j+1, 'O');
          child.parent = this;
          children.add(child);
        
      
    
    // ADD LOGIC FOR OTHER CASES i -1 j -1 etc ...  
  

类似的东西。用您的 Start 开始我的新点并将其添加到队列中，然后生成它的子节点，让子节点返回并将它们添加到队列中。添加逻辑以检查是否等于'F'

【参考方案2】：

所以回到这个。如果你不知道迷宫的大小，我不会使用二维数组。数组在 Java 中是固定大小的，如果不进行昂贵的操作就无法扩展。或者，您可以将 2D 数组分配为比迷宫大，然后填写您所拥有的。如果您知道大小，那么就数组使用而言，您就是黄金。

我建议使用 ArrayList>（或者使用 String 而不是 Character，如果这对你来说更容易的话）来维护你的迷宫。通过这种方式，您可以非常轻松地构建迷宫，而无需知道开始时的大小，并且可以轻松地打印它。

迷宫穿越需要记录起点，然后寻找终点。有几种算法可供选择（有些比其他算法好得多），但是如果您的老师希望您使用堆栈，他可能希望您使用深度优先搜索，因为这是标准的基于堆栈的搜索算法。***有一篇很棒的文章介绍了它是如何执行的。

您还需要使用地图来维护您已经搜索过的迷宫中的位置。或者，您可以在访问 O 后修改迷宫本身并填写 W，但这可能会有点棘手，因为它会引入一些需要担心的边缘情况。

最终情况是您访问 F 并获胜，或者您的堆栈完全清空，然后您知道 F 不可达（因为到那时您将访问 S 中的每个可访问节点）。

【讨论】：

如果你使用的是二维数组，它就是 maze[y][x]=c。对于 ArrayList，它是 list.get(y).add(c) 假设您按顺序进行。

那么我可以使用某种循环来遍历所有的迷宫吗？（假设我创建了一个迷宫字符串？）

是的。通常，您会从文件中读取一行，然后遍历该行的每个字符以构建您的迷宫对象。

好的。那么我是为二维数组中的每个位置或元素创建一个点吗？

对于二维数组，您可以使用点 (x,y) 作为二维数组的索引。这应该足够了。然后将字符存入数组中。