java实现用链式栈求解迷宫问题--(2)实现迷宫的搜索算法

java实现用链式栈求解迷宫问题--(2)实现迷宫的搜索算法_第1张图片
maze.txt(*代表可通,#代表不通)

/**

* 1 从maze.txt读入迷宫

* 2 从入口坐标(1,1)寻找到出口的通路

* 3 显示迷宫中数据

* 0 退出程序

* MazeApp

* 创建人:guxiaohao

* 时间:2017年10月29日-上午9:56:52

* @version 1.0.0

*

*/

public class MazeApp {

// 程序菜单

static void menu() {

System.out.println("\t***********迷宫问题*****************");

System.out.println("\t*  1 从maze.txt读入迷宫                                  *");

System.out.println("\t*  2 从入口坐标(1,1)寻找到出口的通路  *");

System.out.println("\t*  3 显示迷宫中数据                                            *");

System.out.println("\t*  0 退出程序                                                            *");

System.out.println("\t***********************************");

System.out.println("\t请输入菜单项:");

}

//程序入口

public static void main(String[] args) {

Maze maze = null;

int choice;

boolean flag = false;

MazeApp md = new MazeApp();

Scanner sc = null;

sc = new Scanner(System.in);

while (true) {

menu();// 显示菜单

choice = sc.nextInt();// 输入菜单选项

switch (choice) {

case 1:

// 读取迷宫信息

maze = md.loadMaze();

flag = true; // 可以求迷宫路径了

break;

case 2:

if (maze != null && flag) {

// 求迷宫入口到出口的路径

if (!md.searchMazePath(maze))

System.out.println("迷宫中从(1,1)到(" + (maze.rowNum - 2)

+ "," + (maze.colNum - 2) + ")不存在通路!");

flag = false; // 不能重复求迷宫路径,除非再次加载迷宫数据。

} else {

System.out.println("先执行菜单1,加载或再次加载迷宫数据!");

}

break;

case 3:

if (maze != null) {

// 显示迷宫的内容(包括围栏),*代表可通,#代表不通

printMaze(maze);

} else {

System.out.println("尚未加载迷宫数据!");

}

break;

case 0:

sc.close();

System.exit(0);

break;

default:

System.out.println("菜单选择错误,请重新输入!\n");

}

}

}

// 定义描述迷宫中当前位置的类

class T {

int x; // x代表当前位置的行坐标

int y; // y代表当前位置的列坐标

int dir; // 0——东;1——南;2——西;3——北;4——不通

T() {

this.x = 1;

this.y = 1;

this.dir = 0;

}

T(int x, int y, int dir) {

this.x = x;

this.y = y;

this.dir = dir;

}

}

class Maze {

char mat[][] = null; // 定义二维数组存取迷宫

int rowNum = 0, colNum = 0;

}

// 从文件中加载(读取)迷宫数据

private Maze loadMaze() {

Maze maze = new Maze();

BufferedReader br = null;

try {

br = new BufferedReader(new FileReader(new File("maze.txt")));

String rc[] = br.readLine().trim().split(" "); // 先读入迷宫的行数和列数

maze.rowNum = Integer.parseInt(rc[0]);

maze.colNum = Integer.parseInt(rc[1]);

maze.mat = new char[maze.rowNum][]; // 存储迷宫数据的二维数组

for (int i = 0; i < maze.rowNum; i++) {

// 每次读入迷宫数据的一行,并转换成char类型的数组

maze.mat[i] = br.readLine().trim().toCharArray();

if (maze.mat[i].length != maze.colNum) {

System.out.println("数据文件中的迷宫行列数有误,请检查数据文件!");

return null;

}

}

} catch (FileNotFoundException e) {

e.printStackTrace();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

} finally {

try {

br.close();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

printMaze(maze);// 显示迷宫

System.out.println("迷宫数据加载成功!");

return maze; // 返回迷宫对象

}

/**

* 搜索从左上角到右下角的迷宫通道

* 定义一个标志数组mark[][],用来标记走过的路径,并全部赋初值为0(表示未走过),每走过一个坐标,就记当前标记为1

* app

* 方法名:searchMazePath

* 创建人:guxiaohao

* 时间:2017年10月29日-上午9:42:32

* @param maze

* @return boolean

* @exception

* @since  1.0.0

*/

private boolean searchMazePath(Maze maze) {

LinkedStack ls = new LinkedStack();

int mark[][] = new int[maze.rowNum-1][maze.colNum-1];

for ( int i=1;i

for ( int j=1;j

mark[i][j]=0;

T t = new T();

int tX = 1;

int tY = 1;

ls.push(t);

while( !ls.isEmpty() ){

T mt = (T) ls.getTop();//每次循环把栈顶元素给mt

tX = mt.x;

tY = mt.y;

if ( tX==maze.rowNum-2 && tY==maze.colNum-2 ) {

mt.dir = 0;

break;

}

if ( maze.mat[tX][tY+1] == '*' && mark[tX][tY+1] == 0 ) { //东方

mt.dir = 0;

ls.push(new T(tX,tY+1,0));

mark[tX][tY+1] = 1;

} else if ( maze.mat[tX+1][tY] == '*' && mark[tX+1][tY] == 0 ) { //南方

mt.dir = 1;

ls.push(new T(tX+1,tY,1));

mark[tX+1][tY] = 1;

} else if ( maze.mat[tX][tY-1] == '*' && mark[tX][tY-1] == 0 ) { //西方

mt.dir = 2;

ls.push(new T(tX,tY-1,2));

mark[tX][tY-1] = 1;

} else if ( maze.mat[tX-1][tY] == '*' && mark[tX-1][tY] == 0 ) { //北方

mt.dir = 3;

ls.push(new T(tX-1,tY,3));

mark[tX-1][tY] = 1;

} else {

ls.pop();

maze.mat[tX][tY] = 'Y';

}

}

if ( ls.isEmpty() ){

return false;

} else {

printPath(maze, ls);

return true;

}

}

// 显示迷宫中的通路

private void printPath(Maze maze, LinkedStack s) {

// 定义一个栈,按从出口到入口依次进栈,出栈输出即可得到路径

LinkedStack t = new LinkedStack();

for (int i = 0; i < maze.rowNum; i++) {

maze.mat[i] = Arrays.copyOf(maze.mat[i], maze.mat[i].length);

}

// 由于s的栈顶时目标,所以先把s中的结点全部导入到t

while (!s.isEmpty())

t.push(s.pop());

System.out.println("迷宫中的通道路径为:");

// 输出路径,包括行坐标,列坐标,下一个位置方向

while (!t.isEmpty()) { // 栈非空,继续输出

T tmp = (T) t.pop();

System.out.print("(" + tmp.x + "," + tmp.y + ",");// 输出行坐标,列坐标

switch (tmp.dir) // 输出相应的方向

{

case 0:

System.out.println("→)");

maze.mat[tmp.x][tmp.y] = '→';

break;

case 1:

System.out.println("↓)");

maze.mat[tmp.x][tmp.y] = '↓';

break;

case 2:

System.out.println("←)");

maze.mat[tmp.x][tmp.y] = '←';

break;

case 3:

System.out.println("↑)");

maze.mat[tmp.x][tmp.y] = '↑';

break;

}

}

}

// 显示加载的迷宫内容(包括四周的围栏),*代表可通,#代表不通

private static void printMaze(Maze maze) {

for (int i = 0; i < maze.rowNum; i++) {

for (int j = 0; j < maze.colNum; j++)

System.out.print(maze.mat[i][j]);

System.out.println();

}

}

}

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