试图复制迷宫算法

Posted 2023-02-22

【中文标题】试图复制迷宫算法

【英文标题】：Trying to replicate a maze algorithm

【发布时间】：2021-04-17 22:06:30

【问题描述】：

我正在尝试使用回溯让我的 C 程序解决迷宫问题。

基本上，程序所做的是将插入的文件作为命令行参数（该文件应包含迷宫结构）并尝试“解决它”，输出所做的每一步。

迷宫墙是hashtags (#)，程序应该避开它们。所做的每一步都应标有dot (.)。程序只能踩空格( )。

迷宫从符号S (Start)开始，应该到达符号E (End)。

迷宫的外观示例如下：

迷宫数据存储在矩阵a[1000][1000]、1000 中，在我的程序中定义为MAX。每次我在矩阵a[y][x] 的某个位置上迈出一步，a[y][x] 都应该转换为dot (.)。

我正在使用usleep()函数，每80 000 nanoseconds输出一个矩阵，以便用户可以正确看到每一步。

一切正常（几乎没问题）。当迷宫到达某个点而无法继续前进时，它会删除之前的所有步骤，直到找到另一条路为止。问题是，它删除的“点”比它要删除的要多。而且（我认为）这就是它永远不会到达E 点的原因。

代码信息：

这些是我的全局变量声明：

int i_MAX, j_MAX;

int dy[4] = -1, 1, 0, 0;
int dx[4] = 0, 0, -1, 1;

其中i_MAX 和j_MAX 用于计算迷宫数组a 的大小。

main()函数只包含从命令行参数获取文件的过程，以及计算i_MAX和j_MAX，以及调用back(0)。

这些是（在我看来）引起麻烦的功能：

int is_acceptable(int step_Y, int step_X, int i, char a[MAX][MAX]) 
    // check if it is possible to move the current point (step_X, step_Y)
    // to the position (step_X+dx[i], step_Y+dy[i])
    step_Y += dy[i];
    step_X += dx[i];
    if (a[step_Y][step_X] == ' ' && step_Y >= 0 && step_X >= 0 
                                 && step_Y < i_MAX && step_X < j_MAX)
        return 1;
    return 0;


int is_solution(int step_Y, int step_X) 
    if (step_Y == i_MAX && step_X == j_MAX) return 1;
    return 0;


void bck(int step_Y, int step_X, char a[MAX][MAX]) 
    // test
    system("clear");
    for (int w = 0; w<i_MAX; w++) 
            for(int x = 0; x<j_MAX; x++)
            putchar(a[w][x]);
        printf("\n");
    
    usleep(80000);
    // end test
    for (int i = 0; i<=3; i++) 
        if (is_acceptable(step_Y, step_X, i, a)) 
            step_Y += dy[i];
            step_X += dx[i];
            a[step_Y][step_X] = '.';
            if (is_solution(step_Y, step_X)) 
                for (int w = 0; w<i_MAX; w++) 
                    for(int x = 0; x<j_MAX; x++)
                        putchar(a[w][x]);
                printf("\n");
                
            
            else bck(step_Y, step_X, a);
            a[step_Y][step_X] = ' ';
        
    

我很确定问题出在bck() 函数的最后一行，在尝试“重置”无效位置时：

a[step_Y][step_X] = ' ';

我尝试以多种方式更改该行，但仍然无法使程序正常运行。

我做错了什么？它与代码的其他部分有关吗？

附：这是我的迷宫文字：

################################################################################
#S                                                                  #          #
################################################################### # ######## #
#                                                           ####### # ##    ## #
# ######################################################### #       # ## ## ## #
# # #E                                                    # ####### # ## ## ## #
# # ##################################################### #         # ## #  ## #
# #                                                       ######### # ## ## ## #
# ####################################################### # #       # ## ## ## #
# #                                                         # ##### # ## ## ## #
# # ####################################################### # # ### # ## ## ## #
# # #        #########################                      # #     # ## ## ## #
# # # ######                         ######################## ##### # ## ## ## #
# # # ## ### ####################### # ##     ###     ##    ##    # # ## ## ## #
# # #  #     #                       #    ###     ###    ##    #### # ## ## ## #
# # ## ############################# # ############################ # ## ## ## #
# # ## #                        ###  #                            # # ## ## ## #
# # ## # ########### ############   ## ############################## ## ## ## #
# #    #           # #            ####                                #  ###   #
# ################ # ####### ######### ##############################   #### # #
#                # # #                                            # ########## #
######## ######### # ############################################## #          #
#                  #                                                  ### ######
################################################################################

【问题讨论】：

尝试找出可能引发问题的最小和最简单迷宫。然后使用调试器逐行遍历代码（同时监视变量及其值）以查看实际发生的情况。或者使用大量的调试printf 调用，打印变量值和状态以及其他所有内容。

注意条件a[step_Y][step_X] == ' ' && step_Y >= 0 && step_X >= 0 && step_Y < i_MAX && step_X < j_MAX。如果step_Y 或step_X 为负数（或大于i_MAX 和j_MAX），您将在检查边界之前超出数组的边界。

@Someprogrammerdude 使用一堆 printf 的唯一垃圾邮件我的控制台日志，我无法查看所有这些

将它们写入文件，或使用调试打印，以便仅在调试控制台中显示。另外，将您的迷宫粘贴为文本，这样我们就不必输入任何内容了。

您可以将调试打印仅添加到代码的一部分，并且一切正常，然后删除它们并在代码的另一部分添加新的打印。或者如@MarkTolonen 所述，将其写入运行后可以通过的文件。

【参考方案1】：

功能：is_solution

E(end) 不一定是 i_MAX 和 j_MAX。在您的示例中，它是 step_Y=5 和 step_X=5

功能：bck

递归问题：在递归调用 bck 之前更改 step_X 和 step_Y。但是，如果这条路是死胡同，在尝试另一个方向之前，您必须将 step_X 和 step_Y 恢复到它们的原始值。

void bck (int step_Y, int step_X, char a[MAX][MAX]) 
    // test
    ...
            else bck(step_Y, step_X, a);
            a[step_Y][step_X] = ' ';
            step_Y -= dy[i];
            step_X -= dx[i];
        
    

【讨论】：

设法修复它。非常感谢！