递归求解迷宫最短通道的总步长。输入一个迷宫,求从入口通向出口的可行路径中最短的路径长度。为简化问题,迷宫用二维数组 int maze[10][10]来存储障碍物的分布,假设迷宫的横向和纵向尺寸的大小是一样的,并由程序运行读入, 若读入迷宫大小的值是n(3<n<=10),则该迷宫横向或纵向尺寸都是n,规定迷宫最外面的一圈是障碍物,迷宫的入口是maze[1][1],出口是maze[n-2][n-2], 若maze[i][j] = 1代表该位置是障碍物,若maze[i][j] = 0代表该位置是可以行走的空位(0<=i<=n-1, 0<=j<=n-1)。求从入口maze[1][1]到出口maze[n-2][n-2]可以走通的路径上经历的最短的总步长。要求迷宫中只允许在水平或上下四个方向的空位上行走,走过的位置不能重复走。
输入格式:
输入迷宫大小的整数n, 以及n行和n列的二维数组(数组元素1代表障碍物,0代表空位)
输出格式:
若有可行的通道则输出一个整数,代表求出的通道的最短步长;若没有通道则输出"No solution"
输入样例:
10
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 0 1 0 0 0 1 0 1
1 0 0 1 0 0 0 1 0 1
1 0 0 0 0 1 1 0 0 1
1 0 1 1 1 0 0 0 0 1
1 0 0 0 1 0 0 0 0 1
1 0 1 0 0 0 1 0 0 1
1 0 1 1 1 0 1 1 0 1
1 1 0 0 0 0 0 0 0 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
上述输入代表的是如下这样一个迷宫:
其中红色的小方块是障碍物,蓝色的小方块是空位,白色的小圆连起来是一条从入口到出口的通道,两个圆之间代表一个步长。
输出样例:
14
代码如下:
import java.util.*;
public class Main {
static int[][] maze;
static int n;
static int min;
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
n = sc.nextInt();
min = n*n;
maze = new int[n][n];
for(int i=0;i<n;i++)
for(int j=0;j<n;j++)
maze[i][j] = sc.nextInt();
recursion(1, 1, 0);
if(min==n*n)
System.out.println("No solution");
else
System.out.println(min);
}
public static void recursion(int x, int y, int count) {
if(x==n-2 && y==n-2)
min = Math.min(count, min);
else {
maze[x][y]=1; //锁定,防止在递归的过程中再次递归已经访问过的结点导致无限循环
if(y<n-1 && maze[x][y+1]==0) {
recursion(x, y+1, count+1); //右
}
if(x<n-1 && maze[x+1][y]==0) {
recursion(x+1, y, count+1); //下
}
if(x>1 && maze[x-1][y]==0) {
recursion(x-1, y, count+1); //上
}
if(y>1 && maze[x][y-1]==0) {
recursion(x, y-1, count+1); //左
}
maze[x][y]=0; //当这个节点往后的节点已经都递归过了,则解除锁定
//防止有其他路径也需要走这个节点但是已经不通
}
}
}
这个题说实话在我感觉并不是一个什么难题,但是我在这个题上浪费了很多的时间,原因很简单,对递归、dfs的理解不够。其实我感觉这个题最好的做法应该是用bfs,因为用bfs的话时间上的开销应该相对较少,并且如果用bfs的话也许我就不会遇到这么多的问题,我的一个同学就是用bfs做的,很成功,但是这周重点复习的毕竟是递归,所以我还是用递归写的。我提交的19遍不同改进程度的代码,最终都是最后一个测试点通不过,我找了一天多的时间都在想错误究竟出现在哪里,说实话我真的没有往“不是最短路线”上想,因为我自己造了几个会有多个通路的测试输入,输出的结果都正确,但是最终我发现,有一种情况我的代码通不过了,就是当两条路径有一个共用节点的时候,当最先递归的是一条路径后,另一条通路没法继续递归了,因为我在递归代码里加了一个maze[x][y]=1把已经被递归过的节点都锁住了,不会有一个节点被重复的递归,我又考虑的很久如果防止无限递归,又能保证不会出现两条通路最终只能随机找到一条的情况,我考虑了一夜,觉得也许是dfs做不到,也许这个算法只适用于只有一条路径或者没有通路的情况,但是到了今天早上,我突然想到了,在递归代码最后加了一个maze[x][y]=0,使得当递归往下完成以后解除对节点的锁定,提交最终全对了。
这个题目虽然让我浪费了很多的时间,但是真的很有收获,首先加深了对dfs、bfs和代码中一些细节方面的理解,其次我知道了对于这类迷宫问题到底怎么解决,如果我能在更早的时候就学到这个,也许今年3月份的蓝桥杯我那个迷宫的题就不会错了。