我创建了一个2D迷宫,我想找到红色->蓝色节点之间的最快路径。我不确定如何实施深度优先搜索。我知道邻接矩阵或列表可以用来表示节点之间的连接。虽然,我不确定如何构造它。
为简便起见 :我需要返回一个列表,其中搜索了瓷砖坐标(当寻找目标节点时),因此我可以在迷宫中描述搜索。或者我将为此构造一个邻接矩阵?以及相应的顶点列表?
深度优先搜索的一般结构
重复1-3,直到堆栈为空
这是迷宫类的当前代码。
public class Maze { //Tile ids public static short OBSTICLE = 0; public static short START_LOC_VALUE = -2; public static short GOAL_LOC_VALUE = -3; private int rows, cols; private int numTiles; private int[][] map; private int[][] adjMatrix; private Queue theQueue; public Maze(int rows, int cols){ this.rows = rows; this.cols = cols; theQueue = new Queue(); numTiles = rows*cols; map = new int[rows][cols]; adjMatrix = new int[rows][cols]; for (int i=0; i<rows; i++) { for (int j=0; j<cols; j++) { map[i][j] = 1; } } } /* * Generate Maze * @param numObstacles - number of obstacles */ public void generateMaze(int numObstacles){ for (int i = 0; i < numObstacles; i++) setTile((int)(Math.random()*rows),(int)(Math.random()*cols), Maze.OBSTICLE); //setTile((int)(Math.random()*rows),(int)(Math.random()*cols),Maze.START_LOC_VALUE); //setTile((int)(Math.random()*rows),(int)(Math.random()*cols),Maze.GOAL_LOC_VALUE); createAdjMatrix(); } public void createAdjMatrix(){ for (int i=0; i<rows; i++) { for (int j=0; j<cols; j++) { if (map[i][j] == 1) { addEdge(i,j); } } } } /* * Set Tile * @param x - x cord * @param y - y cord * @param entity - OBSTICLE,START_LOC_VALUE or GOAL_LOC_VALUE ID */ public void setTile(int x, int y, short entity){ this.map[x][y] = entity; } public void addEdge(int start, int end) {//Start and end arguments index multidimensional array adjMatrix[start][end] = 1; adjMatrix[end][start] = 1; } public void bfs(int startDest, int goalDest) // breadth-first search { // begin at vertex 0 vertexList[startDest].wasVisited = true; // mark it displayVertex(startDest); // display it theQueue.enQueue(startDest); // insert at tail int v2; while (!theQueue.isEmpty()) // until queue empty, { int v1 = theQueue.deQueue(); // remove vertex at head // until it has no unvisited neighbors while ((v2 = getAdjUnvisitedVertex(v1)) != -1) { // get one, vertexList[v2].wasVisited = true; // mark it displayVertex(v2); // display it theQueue.enQueue(v2); // insert it } // end while(unvisited neighbors) } // end while(queue not empty) // queue is empty, so we’re done for (int j = 0; j < nVerts; j++) // reset flags vertexList[j].wasVisited = false; }// end bfs() /* * Drawn Maze * @param g - Graphics object */ public void draw(Graphics g){ for (int y = 0; y < cols; y++) for (int x = 0; x < rows; x++) { int val = map[x][y]; if (val==Maze.OBSTICLE) { g.setColor(Color.BLACK); g.fillRect(x*20, y*20, 20, 20); }else if(val == Maze.START_LOC_VALUE){ g.setColor(Color.RED); g.fillRect(x*20, y*20, 20, 20); }else if(val==Maze.GOAL_LOC_VALUE){ g.setColor(Color.BLUE); g.fillRect(x*20, y*20, 20, 20); }else{ g.setColor(Color.BLACK); g.drawRect(x*20, y*20, 20, 20); } } } }
当前的DFS代码。
public void dfs(int vertexStart) // depth-first search { // begin at vertexStart vertexList[vertexStart].wasVisited = true; // mark it displayVertex(vertexStart); // display it theStack.push(vertexStart); // push it while (!theStack.isEmpty()) // until stack empty, { // get an unvisited vertex adjacent to stack top int v = getAdjUnvisitedVertex(theStack.peek()); if (v == -1) // if no such vertex, theStack.pop(); // pop a new one else // if it exists, { vertexList[v].wasVisited = true; // mark it displayVertex(v); // display it theStack.push(v); // push it } } // end while }
下图描述了迷宫结构,它是伪随机生成的;最终的迷宫实施将得到完善。
谢谢,如果您能引导我朝正确的方向前进,我将非常满意…
对于2D迷宫,您可以简单地使用广度优先搜索而不是深度优先搜索,如果您有n * n个迷宫,它将在O(n 2)中找到它。
但是还有另一种选择,它是一种标签和BFS,可在您的迷宫上工作(无需绘制图形)。
理解广度优先搜索的一种有趣方法是以这种方式(对于迷宫)进行搜索:
将所有单元格设置为0,并将块设置为-1
从源位置开始,将其设置为1,将所有0个邻居标记为2,并将所有2个邻居保存在列表中。之后,将2的所有0个邻居标记为3,清除2的列表并保存3的列表,然后继续到达目的地。在每个级别中,请勿更改源值。
现在假设您在目的地并且想要查找路径,您的目的地的得分为m,找到得分为m-1的邻居,....并输出路径。
实际上,BFS的常规和简单方式就是使用Q,但是我之所以提供此功能是因为它很简单,因为它模拟了Q方式。
为了创建邻接矩阵,您应该命名节点和边,因此您可以为边缘和节点设置一个如下所示的类(我用伪C#编写):
public class Edge { public Edge(Node start, Node end, decimal weight) { StartNode = ...,...,... } public Node StartNode; public Node EndNode; public decimal weight; public bool IsDirected; } public class Node { public Node(int index) { this.Index = index; } public int Index; public List<Edge> Edges = new List<Edge>(); public bool Visited = false; }
现在,您的图形是您的Node对象的列表:
public class Graph { public List<Node> Nodes = new List<Node>(); }
对于建模迷宫,您应该选择单元作为节点,并在相邻单元之间绘制边缘。我将留给您如何在图上添加节点。