解救小明 BFS

本文介绍了一个迷宫救援问题,利用广度优先搜索(BFS)算法寻找从入口到目标位置的最短路径。迷宫由m行n列构成,包含空地和障碍物,通过BFS算法实现快速解救。

解救小明:

利用广搜BFS
有一天小明一个人去玩迷宫,但是方向感不好的小明迷路了,小红得知后要去解救小明,小红知道了迷宫的地图,小红要以最快的速度解救小哈
迷宫由m行n列组成,都小于50,每个单元格要不是空地,要不是障碍物,你的任务是帮助小红找到一条通往小明的最短路径,注意障碍物是不能走的。
小明的位置为(p,q),迷宫入口为(1,1),输入数据如下:
5 4
0 0 1 0
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 0 0 1
1 1 4 3

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<queue>
using namespace std;
queue<int>x;//使用三个队列,分别存储X,Y,STEP 
queue<int>y;
queue<int>step;
int flag=0,m,n,p,q;
int a[51][51],book[51][51];
void bfs()
{
    int next[4][2]={{0,1},{1,0},{-1,0},{0,-1}};
    int tx,ty,k;
    while(!x.empty())
    {
        for(int i=0;i<4;i++)
        {
            tx=x.front()+next[i][0];
            ty=y.front()+next[i][1];
            if(tx>0&&tx<=m&&ty>0&&ty<=n)
            {
                if(a[tx][ty]==0&&book[tx][ty]==0)
                {
                    book[tx][ty]=1;
                    x.push(tx);
                    y.push(ty);
                    step.push(step.front() +1);
                }
            }
            if(tx==p&&ty==q)
            {
                flag=1;
                break;
            }
        }
        x.pop();    
        y.pop();
        step.pop();
    }
    if(flag==1)
    {
        return;
    }
}
int main(){
    int startx,starty;
    scanf("%d%d",&m,&n);
    for(int i=1;i<=m;i++)
    {
        for(int j=1;j<=n;j++)
        {
            scanf("%d",&a[i][j]);
        }
    }
    scanf("%d%d%d%d",&startx,&starty,&p,&q);
    x.push(startx);
    y.push(starty);
    step.push(0);
    book[startx][starty]=1;
    bfs();
    printf("%d",step.back());
    return 0;
}

利用DFS :https://blog.youkuaiyun.com/qq_42866708/article/details/81533575

### 使用双端队列实现 BFS 解决小明游戏问题 #### 小明游戏问题描述 在一个 n × m 的棋盘上,'S' 表示起点,'E' 表示终点,'#' 表示障碍物,'.' 表示可以通行的位置。目标是从 'S' 移动到 'E',每次移动只能上下左右四个方向之一,并且不能穿过障碍物。 为了高效地解决问题并记录路径,使用双端队列 (Deque) 来优化广度优先搜索(BFS)[^1]。 #### 双端队列简介 双端队列是一种可以在两端进行插入和删除操作的数据结构,在某些情况下能提供更高效的性能表现。对于BFS来说,当需要扩展节点时可以从一端加入新状态;而另一端则用于取出当前要处理的状态。 #### Python代码实现 下面是一个基于Python语言的小明游戏解决方案: ```python from collections import deque, namedtuple # 定义一个元组来存储位置坐标以及到达该位置所需的步数 Position = namedtuple('Position', ['row', 'col', 'steps']) def bfs_ming_game(board): rows, cols = len(board), len(board[0]) # 查找起始点'S' start_pos = None for r in range(rows): for c in range(cols): if board[r][c] == "S": start_pos = Position(r, c, 0) queue = deque([start_pos]) # 初始化队列为只含有起始点 visited = set() # 记录已访问过的格子防止重复遍历 directions = [(0,-1),(0,1),(-1,0),(1,0)] # 上下左右四个可能的方向向量 while queue: pos = queue.popleft() # 如果当前位置是终点,则返回所需最小步数 if board[pos.row][pos.col] == "E": return pos.steps # 对于每一个可行的方向尝试前进一步 for dr, dc in directions: new_row, new_col = pos.row + dr, pos.col + dc # 检查新的位置是否越界或遇到障碍物 if not(0 <= new_row < rows and 0 <= new_col < cols): continue if board[new_row][new_col] == "#": continue next_pos = Position(new_row, new_col, pos.steps + 1) # 若未被访问过,则将其标记为已访问并将它加入待探索列表中 if (next_pos.row, next_pos.col) not in visited: visited.add((next_pos.row, next_pos.col)) queue.append(next_pos) return -1 # 当无法找到通路时返回-1表示无解 ``` 此段程序实现了利用双端队列来进行广度优先搜索的过程,通过不断从左端弹出元素并向右端添加相邻的新元素直到发现目的地为止。如果在整个过程中都没有触及到结束条件即找到了'E'字符所在的位置,则说明不存在合法路径可走。
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