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Java实现走迷宫回溯算法

作者:Shower稻草人  发布时间:2022-06-02 05:11:29 

标签:java,迷宫,回溯算法

以一个M×N的长方阵表示迷宫,0和1分别表示迷宫中的通路和障碍。设计一个程序,对任意设定的迷宫,求出一条从入口到出口的通路,或得出没有通路的结论。

(1) 根据二维数组,输出迷宫的图形。
(2) 探索迷宫的四个方向:RIGHT为向右,DOWN向下,LEFT向左,UP向上,输出从入口到出口的行走路径。

例子:

左上角(1,1)为入口,右下角(8,9)为出口。

Java实现走迷宫回溯算法

可使用回溯方法,即从入口出发,顺着某一个方向进行探索,若能走通,则继续往前进;否则沿着原路退回,换一个方向继续探索,直至出口位置,求得一条通路。假如所有可能的通路都探索到而未能到达出口,则所设定的迷宫没有通路。


import java.util.*;

class Position{
public Position(){

}

public Position(int row, int col){
 this.col = col;
 this.row = row;
}

public String toString(){
 return "(" + row + " ," + col + ")";
}

int row;
int col;
}

class Maze{
public Maze(){
 maze = new int[15][15];
 stack = new Stack<Position>();
 p = new boolean[15][15];
}

/*
 * 构造迷宫
 */
public void init(){
 Scanner scanner = new Scanner(System.in);
 System.out.println("请输入迷宫的行数");
 row = scanner.nextInt();
 System.out.println("请输入迷宫的列数");
 col = scanner.nextInt();
 System.out.println("请输入" + row + "行" + col + "列的迷宫");
 int temp = 0;
 for(int i = 0; i < row; ++i) {
  for(int j = 0; j < col; ++j) {
   temp = scanner.nextInt();
   maze[i][j] = temp;
   p[i][j] = false;
  }
 }
}

/*
 * 回溯迷宫,查看是否有出路
 */
public void findPath(){
 // 给原始迷宫的周围家一圈围墙
 int temp[][] = new int[row + 2][col + 2];
 for(int i = 0; i < row + 2; ++i) {
  for(int j = 0; j < col + 2; ++j) {
   temp[0][j] = 1;
   temp[row + 1][j] = 1;
   temp[i][0] = temp[i][col + 1] = 1;
  }
 }
 // 将原始迷宫复制到新的迷宫中
 for(int i = 0; i < row; ++i) {
  for(int j = 0; j < col; ++j) {
   temp[i + 1][j + 1] = maze[i][j];
  }
 }
 // 从左上角开始按照顺时针开始查询

int i = 1;
 int j = 1;
 p[i][j] = true;
 stack.push(new Position(i, j));
 while (!stack.empty() && (!(i == (row) && (j == col)))) {

if ((temp[i][j + 1] == 0) && (p[i][j + 1] == false)) {
   p[i][j + 1] = true;
   stack.push(new Position(i, j + 1));
   j++;
  } else if ((temp[i + 1][j] == 0) && (p[i + 1][j] == false)) {
   p[i + 1][j] = true;
   stack.push(new Position(i + 1, j));
   i++;
  } else if ((temp[i][j - 1] == 0) && (p[i][j - 1] == false)) {
   p[i][j - 1] = true;
   stack.push(new Position(i, j - 1));
   j--;
  } else if ((temp[i - 1][j] == 0) && (p[i - 1][j] == false)) {
   p[i - 1][j] = true;
   stack.push(new Position(i - 1, j));
   i--;
  } else {
   stack.pop();
   if(stack.empty()){
    break;
   }
   i = stack.peek().row;
   j = stack.peek().col;
  }

}

Stack<Position> newPos = new Stack<Position>();
 if (stack.empty()) {
  System.out.println("没有路径");
 } else {
  System.out.println("有路径");
  System.out.println("路径如下:");
  while (!stack.empty()) {
   Position pos = new Position();
   pos = stack.pop();
   newPos.push(pos);
  }
 }

/*
  * 图形化输出路径
  * */

String resault[][]=new String[row+1][col+1];
 for(int k=0;k<row;++k){
  for(int t=0;t<col;++t){
   resault[k][t]=(maze[k][t])+"";
  }
 }
 while (!newPos.empty()) {
  Position p1=newPos.pop();
  resault[p1.row-1][p1.col-1]="#";

}

for(int k=0;k<row;++k){
  for(int t=0;t<col;++t){
   System.out.print(resault[k][t]+"\t");
  }
  System.out.println();
 }

}

int maze[][];
private int row = 9;
private int col = 8;
Stack<Position> stack;
boolean p[][] = null;
}

class hello{
public static void main(String[] args){
 Maze demo = new Maze();
 demo.init();
 demo.findPath();
}
}

运行示例:

请输入迷宫的行数
3
请输入迷宫的列数
3
请输入3行3列的迷宫
0 1 1
0 0 1
1 0 0

有路径
路径如下:

Java实现走迷宫回溯算法

请输入迷宫的行数
9
请输入迷宫的列数
8
请输入9行8列的迷宫
0 0 1 0 0 0 1 0
0 0 1 0 0 0 1 0
0 0 1 0 1 1 0 1
0 1 1 1 0 0 1 0
0 0 0 1 0 0 0 0
0 1 0 0 0 1 0 1
0 1 1 1 1 0 0 1
1 1 0 0 0 1 0 1
1 1 0 0 0 0 0 0

有路径
路径如下:

Java实现走迷宫回溯算法

来源:http://blog.csdn.net/u013474436/article/details/47977867

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