【Java基础】迷宫问题的Java代码实现

迷宫问题通常是指在给定的迷宫中，找到从起点到终点的路径的问题。迷宫通常由障碍物和自由空间组成，其中障碍物是不可穿越的区域，自由空间可以穿越。解决迷宫问题的方法有很多种，本文使用递归算法来解决迷宫问题。

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一、使用递归算法来解决迷宫问题

使用递归算法来解决迷宫问题的思路是基于深度优先搜索（DFS）的，每次在当前位置尝试向上、向下、向左、向右四个方向进行探索，如果能够到达终点，则返回true，否则继续递归搜索。为了避免重复走过已经访问过的格子，我们需要使用一个二维数组记录每个格子是否被访问过。具体思路如下：

1、确定递归函数的参数和返回值：

• 参数：当前位置的坐标 (x, y)、目标位置的坐标 (tx, ty)、迷宫矩阵 maze。
• 返回值：如果能够从当前位置到达目标位置，则返回 true；否则返回 false。

2、在递归函数中，先判断当前位置是否越界或者是障碍物，若是则直接返回 false。

3、然后判断当前位置是否为目标位置，若是则返回 true。

4、如果不是目标位置，就依次向当前位置的上下左右四个方向递归搜索。注意，在进入每个方向的递归之前，需要将当前位置标记为已经走过，以避免重复访问。

5、如果四个方向都没有找到通往目标位置的路径，则返回 false。

6、最后，需要将当前位置标记为未走过，并将结果返回给调用者。

二、具体的代码实现

package com.biyu.demo;

public class MazeSolver {

    public static void main(String[] args) {
        // 先创建一个二维数组，模拟迷宫
        // 地图
        int[][] map = new int[8][7];
        // 使用1 表示墙
        // 上下全部置为1
        for (int i = 0; i < 7; i++) {
            map[0][i] = 1;
            map[7][i] = 1;
        }

        // 左右全部置为1
        for (int i = 0; i < 8; i++) {
            map[i][0] = 1;
            map[i][6] = 1;
        }
        //设置挡板, 1 表示
        map[3][1] = 1;
        map[3][2] = 1;

        // 输出地图
        System.out.println("地图的情况");
        for (int i = 0; i < 8; i++) {
            for (int j = 0; j < 7; j++) {
                System.out.print(map[i][j] + " ");
            }
            System.out.println();
        }

        //使用递归回溯给小球找路
        //setWay(map, 1, 1);
        setWay2(map, 1, 1);

        //输出新的地图, 小球走过，并标识过的递归
        System.out.println("小球走过，并标识过的 地图的情况");
        for (int i = 0; i < 8; i++) {
            for (int j = 0; j < 7; j++) {
                System.out.print(map[i][j] + " ");
            }
            System.out.println();
        }

    }

    /**
     * 使用递归回溯来给小球找路
     * 1. map 表示地图
     * 2. i,j 表示从地图的哪个位置开始出发 (1,1)
     * 3. 如果小球能到 map[6][5] 位置，则说明通路找到.
     * 4. 约定： 当map[i][j] 为 0 表示该点没有走过 当为 1 表示墙  ； 2 表示通路可以走 ； 3 表示该点已经走过，但是走不通
     * 5. 在走迷宫时，需要确定一个策略(方法) 下->右->上->左 , 如果该点走不通，再回溯
     *
     * @param map 表示地图
     * @param i   从哪个位置开始找
     * @param j
     * @return 如果找到通路，就返回true, 否则返回false
     */
    public static boolean setWay(int[][] map, int i, int j) {
        if (map[6][5] == 2) { // 通路已经找到ok
            return true;
        } else {
            if (map[i][j] == 0) { //如果当前这个点还没有走过
                //按照策略 下->右->上->左  走
                map[i][j] = 2; // 假定该点是可以走通.
                if (setWay(map, i + 1, j)) {//向下走
                    return true;
                } else if (setWay(map, i, j + 1)) { //向右走
                    return true;
                } else if (setWay(map, i - 1, j)) { //向上
                    return true;
                } else if (setWay(map, i, j - 1)) { // 向左走
                    return true;
                } else {
                    //说明该点是走不通，是死路
                    map[i][j] = 3;
                    return false;
                }
            } else { // 如果map[i][j] != 0 , 可能是 1， 2， 3
                return false;
            }
        }
    }


    /**
     * 修改找路的策略，改成 上->右->下->左
     *
     * @param map
     * @param i
     * @param j
     * @return
     */
    public static boolean setWay2(int[][] map, int i, int j) {
        if (map[6][5] == 2) { // 通路已经找到ok
            return true;
        } else {
            if (map[i][j] == 0) { //如果当前这个点还没有走过
                //按照策略 上->右->下->左
                map[i][j] = 2; // 假定该点是可以走通.
                if (setWay2(map, i - 1, j)) {//向上走
                    return true;
                } else if (setWay2(map, i, j + 1)) { //向右走
                    return true;
                } else if (setWay2(map, i + 1, j)) { //向下
                    return true;
                } else if (setWay2(map, i, j - 1)) { // 向左走
                    return true;
                } else {
                    //说明该点是走不通，是死路
                    map[i][j] = 3;
                    return false;
                }
            } else { // 如果map[i][j] != 0 , 可能是 1， 2， 3
                return false;
            }
        }
    }

}

• 在实际应用中，可能需要对递归深度、搜索时间等进行限制，以避免无限递归导致程序异常或者性能问题。