Codeup——608 | 问题 F: 【递归入门】走迷宫(迷宫问题,DFS)

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。

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;

struct route{
    
    
	int x;
	int y;
}r[10000]; //每一步的坐标

int start_x,start_y;	//起点位置
int end_x,end_y;	//出口位置
int dx[4]={
    
    0,-1,0,1},dy[4]={
    
    -1,0,1,0};	//分别表示为左、上、右、下
int map[16][16],m,n;	//地图
bool flag=false;	//有无出路

void DFS(int x,int y,int step){
    
    
	if(x==end_x&&y==end_y){
    
    	//找到一条出口时
		for(int i=0;i<step;i++)	//打印该条路线
			printf("(%d,%d)->",r[i].x,r[i].y);
		printf("(%d,%d)\n",x,y);
		flag=true;	//标记有出路
		return;
	}
	r[step].x=x;	//更新这一步的位置
	r[step].y=y;
	for(int i=0;i<4;i++){
    
    	//往四个方向搜寻出路
		if(map[x+dx[i]][y+dy[i]]==1){
    
    	//某方向可走
			map[x][y]=0;	//把这一步置0,表示已经走过了
			DFS(x+dx[i],y+dy[i],step+1);	//朝某方向继续搜寻出路
			map[x][y]=1;	//搜寻完之后回到该处,继续朝其它方向搜寻出路
		}
	}
} 

int main()
{
    
    
	scanf("%d%d",&m,&n);	//输入地图大小
	for(int i=1;i<=m;i++)	//输入地图
		for(int j=1;j<=n;j++)
			scanf("%d",&map[i][j]);
	scanf("%d%d",&start_x,&start_y);	//输入起点
	scanf("%d%d",&end_x,&end_y);	//输入出口
	DFS(start_x,start_y,0);	//搜寻出路
	if(!flag)	//没有出路
		printf("-1\n");
	return 0;
}

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