DFS(深度优先搜索)算法实现_dfs算法-优快云博客

本文详细介绍了深度优先搜索(DFS)算法的原理与C++实现，包括使用链表操作堆栈，地图类的定义与障碍物设置，以及通过实例演示了路径搜索和结果可视化。作者展示了如何从起点到终点构建路径集合，以及关键函数如邻居获取、开放列表管理和障碍物检测的实现。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

2 DFS算法

DFS(深度优先搜索)算法，搜索过程是类似于不撞南墙不回头的意思，DFS一般使用堆栈（先入后出）这种数据结构实现，由此一来，以初始起点为中心进行搜索，首先是周围点加入到堆栈中，起始点搜索完毕后，需要从周围点选择一个点进行访问，然而由于先入后出的特点，导致周围点中最后一个进入堆栈的节点被访问。然而，新的节点也有周围点，这些周围点也会被推入堆栈，由此一来，起始点周围的点还未访问完毕，新的周围点又加入到其中，循环往复，使得搜索不断的朝着一个方向进行。我使用链表完成先入后出的操作

我所编写的代码的流程：

创建OPEN与CLOSED列表，代表已访问的点以未访问的点
添加初始节点到OPEN中
判断OPEN列表是否为空，为空则结束搜索，未找到路径，(循环1)
1. 取出OPEN中最后面的点，记为cueent_node，将其从OPEN中删除，并添加到CLOSED中
2. 获取current_node周围点(子节点)，并遍历（循环2）
  1. 判断周围点是否在CLOSED中，在其中则continue 。
  2. 判断周围单是否在OPEN中，在其中则continue。
  3. 到此步则说明该子节点是新节点，因此构建子节点与父节点之间关系，并直接将其添加到OPEN中
  4. 判断该子节点是否为终点，为终点则直接返回。
返回带有父节点信息的终点。
从终点遍历到起点，保存每个点，最终形成路径集合。

2.1 核心代码

地图类：

#ifndef MYMAP_H_
#define MYMAP_H_

#include <vector>

using std::vector;
namespace mymap {
   
   
class MyMap {
   
   
 public:
  // 构造函数
  MyMap(){
   
   };
  MyMap(const int map_xlength, const int map_ylength);
  // 设置平行与X轴的一排障碍物，[x_begin, x_end]
  void SetObsLineX(const int x_begin, const int x_end, const int y);
  // 设置平行与Y轴的一排障碍物，[y_begin, y_end]
  void SetObsLineY(const int y_begin, const int y_end, const int x);
  // 获取(x, y)处的地图状态，1为有障碍物，0为无障碍物
  bool GetMapPointState(const int x, const int y) const;
  // 获取成员变量接口
  vector<vector<int>> map() const {
   
    return map_; };
  int map_xlength() const {
   
    return map_xlength_; };
  int map_ylength() const {
   
    return map_ylength_; };
 private:
  vector<vector<int>> map_;   // 地图矩阵
  int map_xlength_; // 地图列数，长
  int map_ylength_; // 地图行数，宽
  int unfree = 1;   // 地图点状态
  int free = 0;
};
}  // namespace mymap

#endif  // MYMAP_H

#include "mymap.h"

namespace mymap {
   
   
// 构造函数，构建指定长宽的地图大小
MyMap::MyMap(const int map_xlength, const int map_ylength)
    : map_xlength_(map_xlength), map_ylength_(map_ylength) {
   
   
  map_.resize(map_ylength_);
  for (auto &e : map_) {
   
   
    e.resize(map_xlength_);
  }
  int x_scale = map_xlength_ / 5;
  int y_scale = map_ylength_ /5;
  SetObsLineX(0, map_xlength_ - 1, 0);
  SetObsLineX(0, map_xlength_ - 1, map_ylength_ - 1);
  SetObsLineY(0, map_ylength_ - 1, 0);
  SetObsLineY(0, map_ylength_ - 1, map_xlength_ - 1);
  SetObsLineX(x_scale, x_scale * 2, y_scale * 3);
  SetObsLineX(x_scale * 3, x_scale * 4, y_scale * 2);
  SetObsLineX(0, x_scale, y_scale * 2);
  SetObsLineX(x_scale * 4, x_scale * 5, y_scale * 3);
  SetObsLineY(0, y_scale * 3, x_scale * 2);