在迷宫中行走所有可能块的算法

Posted 2023-02-22

【中文标题】在迷宫中行走所有可能块的算法

【英文标题】：Algorithm of walking all possible blocks in a maze

【发布时间】：2016-01-04 14:21:09

【问题描述】：

我已经阅读了很多关于如何解决迷宫的 Q/As，并且我熟悉在编程中使用递归。我的情况略有不同：

我正在尝试开发一台机器（使用 Java）来解决具有一个入口点的 2D 竞技场，该入口点可以位于地图中的任何位置，而不仅仅是在边缘。目标不是找到出路（没有这样的。入口点是出口）。任务是走遍所有地方并寻找收藏品，避开障碍物。

想象一下它是矿井中的挖掘机。天黑了，你可以看到周围有 2,3,4 块瓷砖，你在这个范围内看到的只是收藏品，因为它们有点闪烁。在挖掘机尝试并无法移动之前，既不能“看到”障碍物，也不能“看到”地图的边缘。这意味着我们不知道地图的完整大小和形状。有时是一系列细长的隧道，有时是一组大房间（30x100 块），或两者的组合。

我尝试了一个简单的迷宫解决方案，在一个半空房间（没有障碍物和收藏品）的类似房间的地图中使用递归。从房间的这一部分开始，挖掘机在这些空旷的街区来回走了几十次，直到它最终发挥出所有可能的方式，最终到达了房间的另一端。

显然我需要一种不同的方法来处理这些地图，而这个简单的迷宫求解器非常适合（嗯，几乎）行走长隧道。

对于那些已经走到这一步的人，这里列出了一些额外的条件和特征：

虽然大多数收藏品在“挖掘”时会消失并让路，但有些会变成障碍物而无法通过。 地图周围有通往另一张地图的大门。将其想象为电梯和楼层。 有杠杆，可以打开门，收集钥匙，移动石头以打开道路或放置在某些地方以解锁区域等。

嗯，非常棒的案例，当然，我的挖掘机将只做简单的工作（1. 和 2. 易于编码，而 3. 用于 Isaac Asimov）

所以，如果不清楚我到底在问什么，那就是：

无论地图类型如何，如何改进我的算法，以免在一个已经很清楚的区域中走这么多次，并且在寻找收藏品时更“聪明”？

【问题讨论】：

如何进行广度优先搜索，跟踪已经访问过的每个图块，以免再次访问？

是的。我正在考虑它，看看我在实现中缺少什么。

听起来像是图形问题，使用图形库（我会说 boost::graph，但您使用的是 Java...）

我还在做研究，发现了“回跳”这个名字背后的另一种方法。

我想在我最初的评论中补充一点，要回到您的起点，您可能应该从头开始进行另一次搜索。毕竟，在收集所有东西的同时，您到达某个图块的路径可能比从该图块返回的最短路径要长得多。当然，您应该保留有关哪些图块不可通行的信息。

【参考方案1】：

我知道的所有图形搜索算法都假定图形从一开始就已知。如果您想尝试使用类似于图形搜索的东西，您需要为环境（传感器范围之外）建立某种概率模型，然后进行蒙特卡罗模拟：

循环N次并且：

在已知信息的情况下，根据模型随机化环境中未知部分的实例。 在“猜测”环境中使用常用算法解决搜索问题 为“最佳路径”将采取的第一个动作添加投票

得票最多的运动方向获胜。

您必须调整 N 和您为环境建模的方式才能使这种方法发挥作用。无论如何，这是一个非常困难的问题。甚至这种技术也没有考虑每个选择的潜在信息增益（深入展望这种计算，因为状态评估非常昂贵）

【讨论】：

谢谢，@yonil！让我的机器能够学习非常棒。作为开始，我会选择一些简单的东西，比如在一组求解器之间进行选择或/和优先选择“挖掘”的方向 - 您的 投票系统 的简单版本。有了你和@Bart 的指导方针，我接下来几天会很忙。再次感谢！