棧求解迷宮問題
阿新 • • 發佈:2019-01-22
問題:假設下圖1是某迷宮的地圖(0代表路徑,1代表牆壁),問此迷宮是否有條通路?
求解思想:
用棧來實現解決問題,主要步驟是
(1)將迷宮的入口座標設為當前座標
(2)將當前座標壓棧,將當前座標上的值設為2(0變為2),代表已走過的路
(3)判斷當前座標的四周(上下左右)是否是可以通(為0則通)的,如果是通的,那就將它的座標設為當前座標
(4)重複(2)(3)的操作
(5)若遇到如圖1中標註的座標,四周都不可以通(四周都不為0),那麼就回退(將棧中的座標彈出),將棧頂座標設為當前座標,重複步驟(3)
(6)當退回到兩路的相交處則當前周圍有路可以通,重複步驟(2)(3)
(7)只要判斷當前位置在迷宮地圖的邊緣(只有邊界值為0時,當前位置才可以到達邊界),那麼就可以判斷該迷宮是否可以通
棧中的元素是迷宮通路的路線,若棧為空,則迷宮沒有通路
解題程式:
//Maze.h #include<iostream> #include<stack> #include<assert.h> using namespace std; struct Pos { int _row; //行 int _col;//列 }; //Maze.cpp #include "Maze.h" bool CheckPath(int *a, Pos next, int n) { if (next._col < n && next._col >= 0 && next._row >= 0 && next._row < n && (a[next._row*n + next._col] == 0))//若行列都合法且該位置元素為0則為真 return true; return false; } void GetMaze(int *a, int n) { FILE* fout = fopen("MazeMap.txt", "r");//迷宮地圖在放在當前目錄下“MazeMap.txt”裡 assert(fout); for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < n;) { char ch = fgetc(fout);//讀檔案 if ((ch == '0') || (ch == '1'))//若為0或1則放入陣列 { a[i*n + j] = ch - '0'; j++; } else { continue; } } } fclose(fout);//關閉檔案 } void PrintMaze(int *a, int n)//列印迷宮 { for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { cout << a[i*n + j] << " "; } cout << endl; } cout << endl; } bool MazePath(int *a, int n, Pos entry, stack<Pos>& path)//判斷迷宮是否有通路 { Pos cur = entry;//將出口當做當前位置 Pos next; path.push(cur); while (!path.empty())//若棧不為空 { if (cur._col!=entry._col && cur._row!=entry._row &&( cur._col==n-1 || cur._col==0 || cur._row ==n-1 || cur._row ==0))//若該位置的行是最後一行,代表已走到出口位置 { return true; } a[cur._row*n + cur._col] = 2;//將該位置置為2,代表已走過的路 next = cur; next._col++;//若下一個位置是當前位置的右邊 if (CheckPath(a, next, n))//若下一個位置的值合法且為0(可以通),則跳到下一個位置,且壓棧 //若不可以通那麼就判斷令一個方向的位置的值 { cur = next; path.push(cur); continue; } next = cur; next._row++; if (CheckPath(a, next, n))//同理 { cur = next; path.push(cur); continue; } next = cur; next._row--; if (CheckPath(a, next, n))//同理 { cur = next; path.push(cur); continue; } next = cur; next._col--; if (CheckPath(a, next, n))//同理 { cur = next; path.push(cur); continue; } cur = path.top();//當四周都不可以通則回退,將當前位置置為棧頂元素的座標位置 path.pop();//頂元素彈出 } return false;//若棧為空,那麼迷宮沒有通路 } //test.cpp #include "Maze.h" int const n = 10; void TestMaze() { int a[n][n] = {}; GetMaze((int *)a, n); PrintMaze((int *)a, n); stack<Pos> path; Pos entry = { 2, 0 }; bool ret = MazePath((int *)a, n, entry, path); cout << "是否有通路" << ret << endl; PrintMaze((int *)a, n); } int main() { TestMaze(); getchar(); return 0; }
執行結果:
當迷宮有出口,則執行結果如圖:返回1
當迷宮沒有出口時,執行結果如下圖:返回1