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题目描述
有一个nm格的迷宫(表示有n行、m列),其中有可走的也有不可走的,如果用1表示可以走,0表示不可以走,文件读入这nm个数据和起始点、结束点(起始点和结束点都是用两个数据来描述的,分别表示这个点的行号和列号)。现在要你编程找出所有可行的道路,要求所走的路中没有重复的点,走时只能是上下左右四个方向。如果一条路都不可行,则输出相应信息(用-l表示无路)。
请统一用 左上右下的顺序拓展,也就是 (0,-1),(-1,0),(0,1),(1,0)
输入
第一行是两个数n,m( 1 < n , m < 15 ),接下来是m行n列由1和0组成的数据,最后两行是起始点和结束点。
输出
所有可行的路径,描述一个点时用(x,y)的形式,除开始点外,其他的都要用“->”表示方向。
如果没有一条可行的路则输出-1。
样例输入
5 6
1 0 0 1 0 1
1 1 1 1 1 1
0 0 1 1 1 0
1 1 1 1 1 0
1 1 1 0 1 1
1 1
5 6
样例输出
(1,1)->(2,1)->(2,2)->(2,3)->(2,4)->(2,5)->(3,5)->(3,4)->(3,3)->(4,3)->(4,4)->(4,5)->(5,5)->(5,6)
(1,1)->(2,1)->(2,2)->(2,3)->(2,4)->(2,5)->(3,5)->(3,4)->(4,4)->(4,5)->(5,5)->(5,6)
(1,1)->(2,1)->(2,2)->(2,3)->(2,4)->(2,5)->(3,5)->(4,5)->(5,5)->(5,6)
(1,1)->(2,1)->(2,2)->(2,3)->(2,4)->(3,4)->(3,3)->(4,3)->(4,4)->(4,5)->(5,5)->(5,6)
(1,1)->(2,1)->(2,2)->(2,3)->(2,4)->(3,4)->(3,5)->(4,5)->(5,5)->(5,6)
(1,1)->(2,1)->(2,2)->(2,3)->(2,4)->(3,4)->(4,4)->(4,5)->(5,5)->(5,6)
(1,1)->(2,1)->(2,2)->(2,3)->(3,3)->(3,4)->(2,4)->(2,5)->(3,5)->(4,5)->(5,5)->(5,6)
(1,1)->(2,1)->(2,2)->(2,3)->(3,3)->(3,4)->(3,5)->(4,5)->(5,5)->(5,6)
(1,1)->(2,1)->(2,2)->(2,3)->(3,3)->(3,4)->(4,4)->(4,5)->(5,5)->(5,6)
(1,1)->(2,1)->(2,2)->(2,3)->(3,3)->(4,3)->(4,4)->(3,4)->(2,4)->(2,5)->(3,5)->(4,5)->(5,5)->(5,6)
(1,1)->(2,1)->(2,2)->(2,3)->(3,3)->(4,3)->(4,4)->(3,4)->(3,5)->(4,5)->(5,5)->(5,6)
(1,1)->(2,1)->(2,2)->(2,3)->(3,3)->(4,3)->(4,4)->(4,5)->(5,5)->(5,6)
提示
【算法分析】
用一个a数组来存放迷宫可走的情况,另外用一个数组b来存放哪些点走过了。每个点用两个数字来描述,一个表示行号,另一个表示列号。对于某一个点(x,y),四个可能走的方向的点描述如下表:
2
1 x,y 3
4
对应的位置为:(x, y-1),(x-1, y),(x, y+1),(x+1, y)。所以每个点都要试探四个方向,如果没有走过(数组b相应的点的值为0)且可以走(数组a相应点的值为1)同时不越界,就走过去,再看有没有到达终点,到了终点则输出所走的路,否则继续走下去。
这个查找过程用search来描述如下:
procedure search(x, y, b, p);{x,y表示某一个点,b是已经过的点的情况,p是已走过的路}
begin
for i:=1 to 4 do{分别对4个点进行试探}
begin
先记住当前点的位置,已走过的情况和走过的路;
如果第i个点(xl,y1)可以走,则走过去;
如果已达终点,则输出所走的路径并置有路可走的信息,
否则继续从新的点往下查找search(xl,y1,b1,p1);
end;
end;
有些情况很明显是无解的,如从起点到终点的矩形中有一行或一列都是为0的,明显道路不通,对于这种情况要很快地“剪掉”多余分枝得出结论,这就是搜索里所说的“剪枝”。从起点开始往下的一层层的结点,看起来如同树枝一样,对于其中的“枯枝”——明显无用的节点可以先行“剪掉”,从而提高搜索速度。
我只是照着提示把代码实现了出来,所以只讲几个我动了脑子的地方:
const vector
这样在DFS
中试探的时候,下一步的坐标就是(x + DIRECTION[i][0]
,y + DIRECTION[i][1]
),其中i
的值可以是 0 ~ 4,用一个for
循环来遍历即可。
vector
上一个点说了四个方向本质上可以用DIRECTION
数组加上数字 0 ~ 4 来表示,那么我们只需要知道起点和过程中的 0 ~ 4 就可以推导出现在的路径了。
例如对于(1,1)->(2,1)->(2,2)->(2,3)->(2,4)->(2,5)->(3,5)->(3,4)->(3,3)->(4,3)->(4,4)->(4,5)->(5,5)->(5,6)
,我们只需要知道起点是(1,1)
,中间的方向是“下,右,右,右,右,下,左,左,下,右,右,下,右”,对应的path
数组就是{3, 2, 2, 2, 2, 3, 0, 0, 3, 2, 2, 3, 2}
我觉得不需要额外的数组来保存走过的点,对这个题来说不能走的点和已经走过的点并没有区别,反正都不能走就对了,所以在我的代码里只需要一个二维数组maze
即可,走过的点就直接标成 0,这一层的 DFS 结束后再归位成 1 即可,记得path
也要归位。
我 AC 之后照着提示试图写了一下剪枝,不知道是我写得不好还是数据太小,剪枝之后运行时间反而变长了,于是在代码里注释掉了。
#include
#include
using std::vector;
int n, m, begX, begY, endX, endY;
bool outputed;
vector<vector<int> > maze(20, vector<int>(20));
const vector<vector<int> > DIRECTION{{0, -1}, {-1, 0}, {0, 1}, {1, 0}};
vector<int> path;
void DFS(int x, int y) {
if (x == endX && y == endY) {
printf("(%d,%d)", begX, begY);
int tempX = begX, tempY = begY;
for (auto i : path) {
tempX += DIRECTION[i][0];
tempY += DIRECTION[i][1];
printf("->(%d,%d)", tempX, tempY);
}
putchar('\n');
outputed = true;
return;
}
// 注释部分为剪枝
// for (int i = x + 1; i < endX; ++i) {
// int sum = 0;
// for (int j = 1; j <= m; ++j)
// sum += maze[i][j];
// if (sum == 0)
// return;
// }
// for (int i = y + 1; i < endY; ++i) {
// int sum = 0;
// for (int j = 1; j <= n; ++j)
// sum += maze[j][i];
// if (sum == 0)
// return;
// }
for (int i = 0; i < 4; ++i) {
if (x + DIRECTION[i][0] > 0 && x + DIRECTION[i][0] <= n
&& y + DIRECTION[i][1] > 0 && y + DIRECTION[i][1] <= m
&& maze[x + DIRECTION[i][0]][y + DIRECTION[i][1]] == 1) {
path.push_back(i);
maze[x + DIRECTION[i][0]][y + DIRECTION[i][1]] = 0;
DFS(x + DIRECTION[i][0], y + DIRECTION[i][1]);
maze[x + DIRECTION[i][0]][y + DIRECTION[i][1]] = 1;
path.pop_back();
}
}
}
int main() {
while (scanf("%d%d", &n, &m) != EOF) {
outputed = false;
for (int i = 1; i <= n; ++i)
for (int j = 1; j <= m; ++j)
scanf("%d", &maze[i][j]);
scanf("%d%d", &begX, &begY);
scanf("%d%d", &endX, &endY);
maze[begX][begY] = 0;
DFS(1, 1);
if (!outputed)
puts("-1");
}
return 0;
}