Java实现走迷宫回溯算法

时间:2021-05-20

以一个M×N的长方阵表示迷宫,0和1分别表示迷宫中的通路和障碍。设计一个程序,对任意设定的迷宫,求出一条从入口到出口的通路,或得出没有通路的结论。

(1) 根据二维数组,输出迷宫的图形。
(2) 探索迷宫的四个方向:RIGHT为向右,DOWN向下,LEFT向左,UP向上,输出从入口到出口的行走路径。

例子:

左上角(1,1)为入口,右下角(8,9)为出口。

可使用回溯方法,即从入口出发,顺着某一个方向进行探索,若能走通,则继续往前进;否则沿着原路退回,换一个方向继续探索,直至出口位置,求得一条通路。假如所有可能的通路都探索到而未能到达出口,则所设定的迷宫没有通路。

import java.util.*;class Position{ public Position(){ } public Position(int row, int col){ this.col = col; this.row = row; } public String toString(){ return "(" + row + " ," + col + ")"; } int row; int col;}class Maze{ public Maze(){ maze = new int[15][15]; stack = new Stack<Position>(); p = new boolean[15][15]; } /* * 构造迷宫 */ public void init(){ Scanner scanner = new Scanner(System.in); System.out.println("请输入迷宫的行数"); row = scanner.nextInt(); System.out.println("请输入迷宫的列数"); col = scanner.nextInt(); System.out.println("请输入" + row + "行" + col + "列的迷宫"); int temp = 0; for(int i = 0; i < row; ++i) { for(int j = 0; j < col; ++j) { temp = scanner.nextInt(); maze[i][j] = temp; p[i][j] = false; } } } /* * 回溯迷宫,查看是否有出路 */ public void findPath(){ // 给原始迷宫的周围家一圈围墙 int temp[][] = new int[row + 2][col + 2]; for(int i = 0; i < row + 2; ++i) { for(int j = 0; j < col + 2; ++j) { temp[0][j] = 1; temp[row + 1][j] = 1; temp[i][0] = temp[i][col + 1] = 1; } } // 将原始迷宫复制到新的迷宫中 for(int i = 0; i < row; ++i) { for(int j = 0; j < col; ++j) { temp[i + 1][j + 1] = maze[i][j]; } } // 从左上角开始按照顺时针开始查询 int i = 1; int j = 1; p[i][j] = true; stack.push(new Position(i, j)); while (!stack.empty() && (!(i == (row) && (j == col)))) { if ((temp[i][j + 1] == 0) && (p[i][j + 1] == false)) { p[i][j + 1] = true; stack.push(new Position(i, j + 1)); j++; } else if ((temp[i + 1][j] == 0) && (p[i + 1][j] == false)) { p[i + 1][j] = true; stack.push(new Position(i + 1, j)); i++; } else if ((temp[i][j - 1] == 0) && (p[i][j - 1] == false)) { p[i][j - 1] = true; stack.push(new Position(i, j - 1)); j--; } else if ((temp[i - 1][j] == 0) && (p[i - 1][j] == false)) { p[i - 1][j] = true; stack.push(new Position(i - 1, j)); i--; } else { stack.pop(); if(stack.empty()){ break; } i = stack.peek().row; j = stack.peek().col; } } Stack<Position> newPos = new Stack<Position>(); if (stack.empty()) { System.out.println("没有路径"); } else { System.out.println("有路径"); System.out.println("路径如下:"); while (!stack.empty()) { Position pos = new Position(); pos = stack.pop(); newPos.push(pos); } } /* * 图形化输出路径 * */ String resault[][]=new String[row+1][col+1]; for(int k=0;k<row;++k){ for(int t=0;t<col;++t){ resault[k][t]=(maze[k][t])+""; } } while (!newPos.empty()) { Position p1=newPos.pop(); resault[p1.row-1][p1.col-1]="#"; } for(int k=0;k<row;++k){ for(int t=0;t<col;++t){ System.out.print(resault[k][t]+"\t"); } System.out.println(); } } int maze[][]; private int row = 9; private int col = 8; Stack<Position> stack; boolean p[][] = null;}class hello{ public static void main(String[] args){ Maze demo = new Maze(); demo.init(); demo.findPath(); }}

运行示例:

请输入迷宫的行数
3
请输入迷宫的列数
3
请输入3行3列的迷宫
0 1 1
0 0 1
1 0 0

有路径
路径如下:

请输入迷宫的行数
9
请输入迷宫的列数
8
请输入9行8列的迷宫
0 0 1 0 0 0 1 0
0 0 1 0 0 0 1 0
0 0 1 0 1 1 0 1
0 1 1 1 0 0 1 0
0 0 0 1 0 0 0 0
0 1 0 0 0 1 0 1
0 1 1 1 1 0 0 1
1 1 0 0 0 1 0 1
1 1 0 0 0 0 0 0

有路径
路径如下:

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持。

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