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[Java语言] Java实现走迷宫回溯算法

发表于 2018-2-24 08:00:02

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。

  1. import java.util.*;
  2. class Position{
  3. public Position(){
  4. }
  5. public Position(int row, int col){
  6. this.col = col;
  7. this.row = row;
  8. }
  9. public String toString(){
  10. return "(" + row + " ," + col + ")";
  11. }
  12. int row;
  13. int col;
  14. }
  15. class Maze{
  16. public Maze(){
  17. maze = new int[15][15];
  18. stack = new Stack<Position>();
  19. p = new boolean[15][15];
  20. }
  21. /*
  22. * 构造迷宫
  23. */
  24. public void init(){
  25. Scanner scanner = new Scanner(System.in);
  26. System.out.println("请输入迷宫的行数");
  27. row = scanner.nextInt();
  28. System.out.println("请输入迷宫的列数");
  29. col = scanner.nextInt();
  30. System.out.println("请输入" + row + "行" + col + "列的迷宫");
  31. int temp = 0;
  32. for(int i = 0; i < row; ++i) {
  33. for(int j = 0; j < col; ++j) {
  34. temp = scanner.nextInt();
  35. maze[i][j] = temp;
  36. p[i][j] = false;
  37. }
  38. }
  39. }
  40. /*
  41. * 回溯迷宫,查看是否有出路
  42. */
  43. public void findPath(){
  44. // 给原始迷宫的周围家一圈围墙
  45. int temp[][] = new int[row + 2][col + 2];
  46. for(int i = 0; i < row + 2; ++i) {
  47. for(int j = 0; j < col + 2; ++j) {
  48. temp[0][j] = 1;
  49. temp[row + 1][j] = 1;
  50. temp[i][0] = temp[i][col + 1] = 1;
  51. }
  52. }
  53. // 将原始迷宫复制到新的迷宫中
  54. for(int i = 0; i < row; ++i) {
  55. for(int j = 0; j < col; ++j) {
  56. temp[i + 1][j + 1] = maze[i][j];
  57. }
  58. }
  59. // 从左上角开始按照顺时针开始查询
  60. int i = 1;
  61. int j = 1;
  62. p[i][j] = true;
  63. stack.push(new Position(i, j));
  64. while (!stack.empty() && (!(i == (row) && (j == col)))) {
  65. if ((temp[i][j + 1] == 0) && (p[i][j + 1] == false)) {
  66. p[i][j + 1] = true;
  67. stack.push(new Position(i, j + 1));
  68. j++;
  69. } else if ((temp[i + 1][j] == 0) && (p[i + 1][j] == false)) {
  70. p[i + 1][j] = true;
  71. stack.push(new Position(i + 1, j));
  72. i++;
  73. } else if ((temp[i][j - 1] == 0) && (p[i][j - 1] == false)) {
  74. p[i][j - 1] = true;
  75. stack.push(new Position(i, j - 1));
  76. j--;
  77. } else if ((temp[i - 1][j] == 0) && (p[i - 1][j] == false)) {
  78. p[i - 1][j] = true;
  79. stack.push(new Position(i - 1, j));
  80. i--;
  81. } else {
  82. stack.pop();
  83. if(stack.empty()){
  84. break;
  85. }
  86. i = stack.peek().row;
  87. j = stack.peek().col;
  88. }
  89. }
  90. Stack<Position> newPos = new Stack<Position>();
  91. if (stack.empty()) {
  92. System.out.println("没有路径");
  93. } else {
  94. System.out.println("有路径");
  95. System.out.println("路径如下:");
  96. while (!stack.empty()) {
  97. Position pos = new Position();
  98. pos = stack.pop();
  99. newPos.push(pos);
  100. }
  101. }
  102. /*
  103. * 图形化输出路径
  104. * */
  105. String resault[][]=new String[row+1][col+1];
  106. for(int k=0;k<row;++k){
  107. for(int t=0;t<col;++t){
  108. resault[k][t]=(maze[k][t])+"";
  109. }
  110. }
  111. while (!newPos.empty()) {
  112. Position p1=newPos.pop();
  113. resault[p1.row-1][p1.col-1]="#";
  114. }
  115. for(int k=0;k<row;++k){
  116. for(int t=0;t<col;++t){
  117. System.out.print(resault[k][t]+"\t");
  118. }
  119. System.out.println();
  120. }
  121. }
  122. int maze[][];
  123. private int row = 9;
  124. private int col = 8;
  125. Stack<Position> stack;
  126. boolean p[][] = null;
  127. }
  128. class hello{
  129. public static void main(String[] args){
  130. Maze demo = new Maze();
  131. demo.init();
  132. demo.findPath();
  133. }
  134. }
复制代码

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程序员之家。



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