bfs---迷宫的最短路径

本文介绍了如何使用宽度优先搜索(BFS)算法解决一个N*M的迷宫问题,寻找从起点到终点的最短路径。迷宫由通道和墙壁构成,允许的移动方向为上下左右,并假设起点到终点始终可达。题目要求求解最小步数。

给定一个大小为N*M的迷宫。迷宫由通道和墙壁组成,每一步可以向邻接的上下左右四格的通道移动。请求出从起点到终点所需的最小步数。请注意,本题假定从起点一定可以移动到终点。N,M小于等于100.

输入

N=10,M=10
#S######.#
......#..#
.#.##.##.#
.#........
##.##.####
....#....#
.#######.#
....#.....
.####.###.
....#...G#

输出

22

实现代码

#include<iostream>
#include<queue>
using namespace std;
typedef pair<int,int> P;
char a[110][110]; //迷宫
int b[110][110];  //到每点的步数
int sx,sy;   //起点
int ex,ey;    //终点
int n,m;
int INF = 100000000;
int dx[4] = {1,0,-1,0};   //四个方向
int dy[4] = {0,1,0,-1};

int bfs(int x,int y){
	queue<P> que;
	que.push(P(sx,sy));    //将起点加入队列,并把这一地点的距离设置为0
	b[sx][sy] = 0;
	while(que.size()){           //不断循环直到队列的长度为0
		P p = que.front();
		que.pop();
		if(p.first == ex&&p.second == ey) break;
		for(int i = 0;i < 4;i ++){
			int nx = p.first+dx[i],ny = p.second+dy[i];
			if(nx >= 0&&nx < n&&ny >= 0&&ny < m&&a[nx][ny] != '#'&&b[nx][ny]==INF){
				que.push(P(nx,ny));
				b[nx][ny] = b[p.first][p.second]+1;
			}
		}
	}
	return b[ex][ey];
}

int main(){
	scanf("%d%d",&n,&m);
		getchar();
		for(int i = 0;i < n;i ++){
			for(int j = 0;j < m;j ++){
				b[i][j] = INF;
			}
		}
		for(int i = 0;i < n;i ++){
			for(int j = 0;j < m;j ++){
				scanf("%c",&a[i][j]);
				if(a[i][j]=='S'){
					sx = i;sy = j;
				}
				if(a[i][j]=='G'){
					ex = i;ey = j;
				}
			}
			getchar();
		}
		int ans = bfs(sx,sy);
		printf("%d\n",ans);
	
	return 0;
}

 

#include #include #define N1 9 #define N2 8 #define T N1*N2 #define M 4 char B[N1+1][N2+1]; int count=0; //记录路径条数 typedef struct node1 { int a1; int a2; }find,direct[M+1]; typedef struct { int b1; int b2; int id; }site; typedef struct //顺序栈 { site ht[T]; int top; }Stack; void Push(Stack *s,int a,int b) { s->top++; s->ht[s->top].b1=a; s->ht[s->top].b2=b; } void Gettop(Stack * s,int *a,int *b) { *a=s->ht[s->top].b1; *b=s->ht[s->top].b2; } void create(char *a) //从文件读出迷宫(正确) { int i=0,j=0,p=1; char x; FILE *fp; fp=fopen("in.txt","r"); if(fp==NULL) { printf("文件不能打开!\n"); exit(0); } x=fgetc(fp); while(x!=EOF) { if(x==&#39;0&#39;) { i++; a[i]=x; } if(x==&#39;1&#39;) { i++; a[i]=x; } x=fgetc(fp); } printf(" ~~~~~~~生成迷宫~~~~~~~\n"); x=fgetc(fp); while(p<=T) //用二维数组b记录迷宫每个位置是否可行 { for(i=1;i<=N1;i++) for(j=1;j<=N2;j++) { B[i][j]=a[p]; p++; } } printf(" "); printf("■■■■■■■■■■■■\n"); printf(" ■"); printf(" ■\n"); for(i=1;i<=N1;i++) { printf(" "); printf("■ "); for(j=1;jht[s1->top].id=id; B[x][y]=&#39;*&#39;; while(s1->top>0) { Gettop(s1,&x,&y); id=s1->ht[s1->top].id; if(x==B1&&y==B2) { count++; fprintf(fp,"%d%c%c",count,&#39;:&#39;,&#39; &#39;); printf("第 %d 条路径(长度为%d):\n",count,s1->top); s1->ht[s1->top].id=0; for(i=1;itop;i++) { printf("(%d,%d,%d)->",s1->ht[i].b1,s1->ht[i].b2,s1->ht[i].id); fprintf(fp,"%c%d%c%d%c%d%c%c",&#39;(&#39;,s1->ht[i].b1,&#39;,&#39;,s1->ht[i].b2,&#39;,&#39;,s1->ht[i].id,&#39;)&#39;,&#39; &#39;); if(i==0) fprintf(fp,"%c%c%c%c",&#39;\n&#39;,&#39; &#39;,&#39; &#39;,&#39; &#39;); if(i%8==0) printf("\n"); } fprintf(fp,"%c",&#39;\n&#39;); printf("结束!\n\n"); if(s1->toptop=s1->top; min=s1->top; for(i=1;itop;i++) s2->ht[i]=s1->ht[i]; } B[x][y]=&#39;0&#39;; s1->top--; //退栈(s1->top--) Gettop(s1,&x,&y); id=s1->ht[s1->top].id; } fun=0; while(idht[s1->top].b1; y=s1->ht[s1->top].b2; x=x+p[id].a1; y=y+p[id].a2; if(x==0||y==0||x>N1||y>N2) continue; if(B[x][y]==&#39;0&#39;) { fun=1; break; } } if(fun==1) //找到通路 { s1->ht[s1->top].id=id; Push(s1,x,y); B[x][y]=&#39;*&#39;; s1->ht[s1->top].id=0; } else { x=s1->ht[s1->top].b1; y=s1->ht[s1->top].b2; B[x][y]=&#39;0&#39;; s1->top--; } } if(count==0) printf(" 无路径!\n"); else { printf("\n\n\n "); printf("所有路径已存储在文件%s 中,请去查找!\n\n",filename); } return 1; } void Print(Stack *s2,char filename[]) { int i; FILE *fp; fp=fopen(filename,"a+"); if(fp==NULL) { printf("文件不能打开!\n"); exit(0); } if(count!=0) { fprintf(fp,"%s","最短路径:"); fprintf(fp,"%c",&#39;\n&#39;); printf(" "); printf("%s\n","**********最短路径**********\n"); for(i=1;itop;i++) { printf("(%d,%d,%d) ->",s2->ht[i].b1,s2->ht[i].b2,s2->ht[i].id); fprintf(fp,"%c%d%c%d%c%d%c%c",&#39;(&#39;,s2->ht[i].b1,&#39;,&#39;,s2->ht[i].b2,&#39;,&#39;,s2->ht[i].id,&#39;)&#39;,&#39; &#39;); if(i==0) fprintf(fp,"%c",&#39;\n&#39;); if(i%7==0) printf("\n"); } fprintf(fp,"%c",&#39;\n&#39;); printf("结束!\n"); printf("(最短路径长度: %d)\n",s2->top); } } void main() //主函数 { char a[T+1]; //二维数组b记录迷宫的每个位置 char filename1[20],filename2[20]; int x1,x2,y1,y2,k; Stack *s1,*s2; direct f1; f1[1].a1=0; f1[1].a2=1; //判断方向(右) f1[2].a1=1; f1[2].a2=0; //(下) f1[3].a1=0; f1[3].a2=-1; //(左) f1[4].a1=-1; f1[4].a2=0; //(上) s1=(Stack *)malloc(sizeof(Stack)); s2=(Stack *)malloc(sizeof(Stack)); s1->top=0; //指向栈顶(初始化栈) s2->top=0; create(a); printf("\n\n "); printf("请输入入口坐标: "); scanf("%d%d",&x1,&x2); printf(" "); printf("请输入出口坐标: "); scanf("%d%d",&y1,&y2); printf(" "); printf("请输入存储所有路径的文件名:"); scanf("%s",filename1); printf(" "); printf("请输入存储最短路径的文件名:"); scanf("%s",filename2); system("cls"); k=search(x1,x2,y1,y2,s1,s2,f1,filename1); if(k==1) Print(s2,filename2); printf("\n"); }
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