BFS(需要标记多个变量)

本文介绍了一种基于迷宫的颜色寻路算法实现,通过四维数组记录坐标、方向及颜色状态,使用广度优先搜索(BFS)解决从起点到终点的问题。文章详细展示了如何在遇到不同颜色时改变方向和状态,最终找到最短路径。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

此题涉及颜色跟方向,标记数组可以开城四维分别表示坐标,方向和颜色。刚开始思路比较乱,做完之后要三思啊。

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<queue>
#include<algorithm>
using namespace std;
const int maxn=30;
struct node
{
    int x,y;
    int drection;
    int color;
    int time;
};
char grid[maxn][maxn];
int dx[]= {-1,0,1,0};
int dy[]= {0,1,0,-1};
int vis[maxn][maxn][5][5];
int N,M;
int sx,sy,ex,ey;
string Color[]= {"green","black","red","blue","white"};

bool BFS()
{
    queue<node> q;
    node a,b;
    a.x=sx,a.y=sy,a.drection=0,a.color=0;
    a.time=0;
    q.push(a);
    while(!q.empty())
    {
        a=q.front();
        q.pop();
        if(a.x==ex&&a.y==ey&&a.color==0)
        {
            printf("minimum time = %d sec\n",a.time);
            return true;
        }
        b.time=a.time+1;

        b.x=a.x+dx[a.drection],b.y=a.y+dy[a.drection];
        b.drection=a.drection;
        b.color=(a.color+1)%5;
        if(b.x>=1&&b.x<=N&&b.y>=1&&b.y<=M&&grid[b.x][b.y]!='#'&&!vis[b.x][b.y][b.drection][b.color])
        {
            q.push(b);
            vis[b.x][b.y][b.drection][b.color]=1;
        }
        b.x=a.x,b.y=a.y;
        b.drection=(a.drection+3)%4;
        b.color=a.color;
        if(!vis[b.x][b.y][b.drection][b.color])
        {
            q.push(b);
            vis[b.x][b.y][b.drection][b.color]=1;
        }
        b.drection=(a.drection+1)%4;
        if(!vis[b.x][b.y][b.drection][b.color])
        {
            q.push(b);
            vis[b.x][b.y][b.drection][b.color]=1;
        }
    }
    return false;
}
int main()
{
    #ifndef ONLINE_JUDGE
        freopen("in.txt","r",stdin);
    #endif
    int cas=1;
    while(cin>>N>>M,N+M)
    {
        if(cas!=1)printf("\n");
        for(int i=1; i<=N; i++)
        {
            for(int j=1; j<=M; j++)
            {
                cin>>grid[i][j];
                if(grid[i][j]=='S')
                {
                    sx=i,sy=j;
                }
                if(grid[i][j]=='T')
                {
                    ex=i,ey=j;
                }
            }

        }
        memset(vis,0,sizeof(vis));
        vis[sx][sy][0][0]=1;
        printf("Case #%d\n",cas++);
        if(!BFS())cout<<"destination not reachable"<<endl;
    }
    return 0;
}


### BFS算法在C语言中的实现 广度优先搜索(Breadth First Search, BFS)是一种用于遍历或搜索树或图的算法。它按照层次顺序访问节点,即先访问根节点,再依次访问其子节点,直到所有节点都被访问完毕。 以下是基于队列数据结构的BFS算法在C语言中的具体实现: #### 队列定义与初始化 为了支持BFS操作,在C语言中可以使用数组或者链表来模拟队列的行为。这里采用简单的数组形式作为队列存储单元[^1]。 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MAX_NODES 100 // 定义邻接矩阵表示图 int graph[MAX_NODES][MAX_NODES]; int visited[MAX_NODES]; void bfs(int start_node, int num_nodes) { int queue[MAX_NODES]; // 创建一个队列 int front = 0; // 队头指针 int rear = 0; // 队尾指针 visited[start_node] = 1; queue[rear++] = start_node; while (front != rear) { // 当队列不为空时继续处理 int current_node = queue[front++]; printf("%d ", current_node); // 访问当前节点 for (int i = 0; i < num_nodes; ++i) { if (graph[current_node][i] && !visited[i]) { visited[i] = 1; queue[rear++] = i; // 将未访问过的邻居加入到队列中 } } } } ``` 上述代码展示了如何通过队列完成一次标准的BFS过程。其中`bfs()`函数接收起始节点以及总的节点数作为参数,并利用全局变量`graph[][]`记录各个节点之间的连接关系,而`visited[]`则用来标记哪些节点已经被访问过[^2]。 需要注意的是,实际应用过程中可能还需要考虑更多边界条件和异常情况下的行为调整。 #### 性能分析 由于每次都会尝试扩展所有的相邻顶点并将其放入队列当中等待后续探索,因此时间复杂度通常为O(V+E),V代表顶点数量,E代表边的数量。空间上主要取决于最大同时存在于内存里的路径长度,最坏情况下也是O(V)
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