递归回溯算法解决迷宫问题

作者: 先生zeng | 来源:发表于2019-09-19 09:33 被阅读0次

有一个迷宫地图,有一些可达的位置,也有一些不可达的位置(障碍、墙壁、边界)。从一个位置到下一个位置只能通过向上(或者向右、或者向下、或者向左)走一步来实现,从起点出发,如何找到一条到达终点的通路。

用二维矩阵来模拟迷宫地图,1代表该位置不可达,0代表该位置可达。每走过一个位置就将地图的对应位置标记,以免重复。找到通路后打印每一步的坐标,最终到达终点位置。

封装了点Dot,以及深度优先遍历用到的Block,广度优先遍历用到的WideBlock。

回溯法

思路:从每一个位置出发,下一步都有四种选择(上右下左),先选择一个方向,如果该方向能够走下去,那么就往这个方向走,当前位置切换为下一个位置。如果不能走,那么换个方向走,如果所有方向都走不了,那么退出当前位置,到上一步的位置去,当前位置切换为上一步的位置。一致这样执行下去,如果当前位置是终点,那么结束。如果走过了所有的路径都没能到达终点,那么无解。下面看代码:

public class MiGong {

    public static void main(String[] args) {

        // 先创建一个二维数组,模拟迷宫
        // 地图
        int[][] map = new int[8][7];
        // 使用1 表示墙
        // 上下全部置为1
        for (int i = 0; i < 7; i++) {
            map[0][i] = 1;
            map[7][i] = 1;
        }

        // 左右全部置为1
        for (int i = 0; i < 8; i++) {
            map[i][0] = 1;
            map[i][6] = 1;
        }
        //设置挡板, 1 表示
        map[3][1] = 1;
        map[3][2] = 1;
//      map[1][2] = 1;
//      map[2][2] = 1;

        // 输出地图
        System.out.println("地图的情况");
        for (int i = 0; i < 8; i++) {
            for (int j = 0; j < 7; j++) {
                System.out.print(map[i][j] + " ");
            }
            System.out.println();
        }

        //使用递归回溯给小球找路
        //setWay(map, 1, 1);
        setWay2(map, 1, 1);

        //输出新的地图, 小球走过,并标识过的递归
        System.out.println("小球走过,并标识过的 地图的情况");
        for (int i = 0; i < 8; i++) {
            for (int j = 0; j < 7; j++) {
                System.out.print(map[i][j] + " ");
            }
            System.out.println();
        }

    }


    //使用递归回溯来给小球找路
    //说明
    //1. map 表示地图
    //2. i,j 表示从地图的哪个位置开始出发 (1,1)
    //3. 如果小球能到 map[6][5] 位置,则说明通路找到.
    //4. 约定: 当map[i][j] 为 0 表示该点没有走过 当为 1 表示墙  ; 2 表示通路可以走 ; 3 表示该点已经走过,但是走不通
    //5. 在走迷宫时,需要确定一个策略(方法) 下->右->上->左 , 如果该点走不通,再回溯
    /**
     *
     * @param map 表示地图
     * @param i 从哪个位置开始找
     * @param j
     * @return 如果找到通路,就返回true, 否则返回false
     */
    public static boolean setWay(int[][] map, int i, int j) {

        if(map[6][5] == 2){
            return true;
        } else if(map[i][j] == 0){
            map[i][j]=2;
            if(setWay(map,i+1,j)) {
                return true;
            } else if(setWay(map,i,j+1)){
                return true;
            } else if(setWay(map,i-1,j)){
                return true;
            } else if(setWay(map,i,j-1)){
                return true;
            }else{
                map[i][j]=3;
                return false;
            }
        }else{
            return false;
        }
    }

    //修改找路的策略,改成 上->右->下->左
    public static boolean setWay2(int[][] map, int i, int j) {
        if(map[6][5] == 2) { // 通路已经找到ok
            return true;
        } else {
            if(map[i][j] == 0) { //如果当前这个点还没有走过
                //按照策略 上->右->下->左
                map[i][j] = 2; // 假定该点是可以走通.
                if(setWay2(map, i-1, j)) {//向上走
                    return true;
                } else if (setWay2(map, i, j+1)) { //向右走
                    return true;
                } else if (setWay2(map, i+1, j)) { //向下
                    return true;
                } else if (setWay2(map, i, j-1)){ // 向左走
                    return true;
                } else {
                    //说明该点是走不通,是死路
                    map[i][j] = 3;
                    return false;
                }
            } else { // 如果map[i][j] != 0 , 可能是 1, 2, 3
                return false;
            }
        }
    }
}

测试结果:

image

修改其中的围栏数据,

image

可以看到,当我们从节点 [1][1]出发时,因为走不通,会把原来的设置为2表示走过的数据,设置为3,这就是回溯法。

迷宫问题编写的一些思路

1.首先需要先判断的是退出递归时的条件,可以减少无效的判断。

2.控制好走过的路的状态,这里是通过设置节点的值判断当前节点的状态,1.围墙,2,可以走,3,走过。

3.设置节点的状态来表示走过的路。

如何求最短路径思路

普通思路

1.可以把所有可能走得路径比如策略(方法) 下->右->上->左,这种得每个情况都列出来,存入一个数组中。

2.使用每一种策略都计算一遍,把结果存起来,

3.计算每一种结果中每个节点等于2得数量,也就是路径得长度。

4.比较后得出最短路径

相关文章

  • 递归回溯算法解决迷宫问题

    有一个迷宫地图,有一些可达的位置,也有一些不可达的位置(障碍、墙壁、边界)。从一个位置到下一个位置只能通过向上(或...

  • 递归回溯算法解决迷宫问题

    有一个迷宫地图,有一些可达的位置,也有一些不可达的位置(障碍、墙壁、边界)。从一个位置到下一个位置只能通过向上(或...

  • 走迷宫算法(C回溯递归)

    引言 迷宫算法在很多场景都非常实用,比如游戏中的机器人等。而且高级的迷宫算法与回溯、递归也是息息相关的。而且回溯的...

  • 8.30 leetcode刷题(2)

    递归和回溯:17 电话号码 思路:运用递归去实现回溯算法的思想。回溯算法本质上是一种暴力搜索,通过递归调用去实现,...

  • 算法-迷宫问题(递归)

    迷宫问题:之前只用栈来实现,现在使用递归来实现。blog.csdn.net/feixiaoxing/article...

  • 六、递归与回溯算法

    在计算机领域里面,很多问题都可以要采用递归算法来解决。递归中,最长用到的方法就是回溯法。我们具体分析问题的时候,可...

  • 二叉树算法之0-计算二叉树的深度

    算法思想:使用递归 算法解析:分别递归左树和右树,递归到叶子节点时返回0,递归回溯时值+1,不断累积回溯的深度,每...

  • 递归、迭代、回溯、广度和深度优先

    在学习算法的时候,经常碰到递归、迭代、回溯、广度优先和深度优先算法,可是回溯使用了递归,深度优先也使用了递归,广度...

  • 递归2-回溯与递归

    I. 回溯算法基础 回溯与递归的区别和联系  很多人不理解回溯与递归到底是什么关系。其实很简单,回溯算法是一种算法...

  • 算法入门教程-冒泡排序

    上节我们分别通过案例迷宫和八皇后亲自体验了递归回溯算法的思想,本节我们学习常见八大算法之一的冒泡排序算法,亲自感受...

网友评论

    本文标题:递归回溯算法解决迷宫问题

    本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/gugluctx.html