迷宫问题的解法

简介: 迷宫问题的解法

给定一个n*m的二维整数数组,用来表示一个迷宫,数组中只包含0或1,其中0表示可以走的路,1表示不可通过的墙壁。

最初,有一个人位于左上角(1, 1)处,已知该人每次可以向上、下、左、右任意一个方向移动一个位置。

请问,该人从左上角移动至右下角(n, m)处,至少需要移动多少次。

数据保证(1, 1)处和(n, m)处的数字为0,且一定至少存在一条通路。

输入格式

第一行包含两个整数n和m。

接下来n行,每行包含m个整数(0或1),表示完整的二维数组迷宫。

输出格式

输出一个整数,表示从左上角移动至右下角的最少移动次数。

数据范围

1≤n,m≤100

样例

输入样例:

5 5

0 1 0 0 0

0 1 0 1 0

0 0 0 0 0

0 1 1 1 0

0 0 0 1 0

输出样例:

8

算法

(BFS)

C++ 代码

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef pair<int, int> PII;
const int N = 1e2 + 7;
int g[N][N], d[N][N];
int n, m;
int bfs() {
int dx[] = {-1, 0, 1, 0}, dy[] = {0, 1, 0, -1};
queue q;
for (auto &v : d) 
    for (auto &x : v) {
        x = - 1;
    }
d[0][0] = 0;
q.push({0, 0});
while (!q.empty()) {
    auto t = q.front();
    q.pop();
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        int x = t.first + dx[i], y = t.second + dy[i];
        if (x >= 0 && x < n && y >= 0 && y < m && g[x][y] == 0 && d[x][y] == -1) {
            d[x][y] = d[t.first][t.second]  + 1;
            q.push({x, y});
        }
    }
}
    return d[n - 1][m - 1];
}
int main() {
cin >> n >> m;
for (int i = 0; i < n; i++) {
for (int j = 0; j < m; j++) {
cin >> g[i][j];
}
}
cout << bfs() << endl;
return 0;

}

问题2:走迷宫升级版——边的权值不同

单点时限: 2.0 sec

内存限制: 256 MB

一天,sunny 不小心进入了一个迷宫,不仅很难寻找出路,而且有的地方还有怪物,但是 sunny 有足够的能力杀死怪物,但是需要一定的时间,但是 sunny 想早一点走出迷宫,所以请你帮助他计算出最少的时间走出迷宫,输出这个最少时间。

我们规定每走一格需要时间单位 1, 杀死怪物也需要时间 1, 如果不能走到出口,则输出 impossible. 每次走只能是上下左右 4 个方向。

输入格式

每次首先 2 个数 n,m (0<n,m≤200),代表迷宫的高和宽,然后 n 行,每行 m 个字符。

S 代码你现在所在的位置。

T 代表迷宫的出口。

代表墙,你是不能走的。

X 代表怪物。

. 代表路,可以走。

处理到文件结束。

输出格式

输出最少的时间走出迷宫。不能走出输出 impossible。

样例

输入样例:

4 4

S.X.

#…#

…#.

X…T

4 4

S.X.

#…#

…#.

X.#T

输出样例:

6

impossible

算法

(BFS + 优先队列)

题意:走迷宫,求最短路径,上下左右走一格花费1,走到有怪的格子花费2.

思路:将每一点的坐标和由起点到该点的距离存入结构体.

由起点开始,将该点存入优先队列,以到起点的距离dis为优先级,每次取出dis最小的,向外扩散。

相当于第一轮得出所有到起点距离为1的点,第二轮得出所有到起点距离为2的点。

注意:对普通的最短路问题,由于每个各自的花费相同,因此每次存入的点优先级都相同.

故不需要使用优先队列,但本题存在有无怪物的区别,每次存入的格子的优先级可能不同,故使用优先队列。

C++ 代码

#include<stdio.h>
#include
#include
using namespace std;
char maze[201][201];
int sx, sy, tx, ty;
//左右上下4个方向
int dx[4] = { 1,0,-1,0 };
int dy[4] = { 0,1,0,-1 };
int m, n;
struct node {
int x, y, dis;
};
bool operator < (const node & a, const node & b) {
return a.dis > b.dis;
}
void bfs() {
priority_queue que;
node st { sx,sy,0 };
maze[sx][sy] = ‘#’;
que.push(st);
while (!que.empty()) {
    node p = que.top();
    que.pop();
    //若已找到,则退出
    if (p.x == tx && p.y == ty) {
        cout << p.dis << endl;
        return;
    }
    for (int i = 0; i < 4; ++i) {
        int nx = p.x + dx[i];
        int ny = p.y + dy[i];
        node np{ nx,ny, 0};
        if (nx >= 0 && nx < n&&ny >= 0 && ny < m&&maze[nx][ny] != '#') {
            if (maze[nx][ny] == 'X')
                np.dis = p.dis + 2;
            else
                np.dis = p.dis + 1;
            maze[np.x][np.y] = '#';
            que.push(np);
        }
    }
}
printf("impossible\n");
}
int main() {
while (cin>>n>>m) {
for (int i = 0; i < n; i++)
scanf(“%s”, maze[i]);
for(int i=0; i<n; i++)
for (int j = 0; j < m; j++) {
if (maze[i][j] == ‘S’)
sx = i, sy = j;
else if (maze[i][j] == ‘T’)
tx = i, ty = j;
}
bfs();
}
return 0;
}


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