广度优先搜索找到迷宫中的最短路径

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发表于 2023-12-22 15:52 |只看该作者 |正序浏览

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clear all
clc
maze=[0,0,0,0,0,0,0,0;
   0,1,1,1,1,0,1,0;
   0,0,0,0,1,0,1,0;
   0,1,0,0,0,0,1,0;
   0,1,0,1,1,0,1,0;
   0,1,0,0,0,0,1,1;
   0,1,0,0,1,0,0,0;
   0,1,1,1,1,1,1,0];%迷宫:0为路,1为墙,-1为遍历过
fx(1:4)=[1,-1,0,0];
fy(1:4)=[0,0,-1,1];
sq.pre=zeros(1,100);sq.x=zeros(1,100);sq.y=zeros(1,100);
qh=0;%队头指针
qe=1;%队尾指针
maze(1,1)=-1;
%第一个元素入队
sq.pre(1)=0;sq.x(1)=1;sq.y(1)=1;

while qh-qe~=0
qh=qh+1;
bb=0;
for k=1:4
i=sq.x(qh)+fx(k);
j=sq.y(qh)+fy(k);
if check(i,j,maze)==1
qe=qe+1;%入队
sq.x(qe)=i;sq.y(qe)=j;sq.pre(qe)=qh;
maze(i,j)=-1;

if i==8&j==8%如果为图最后一个点
while qe~=0
sq.x(qe)
sq.y(qe)
qe=sq.pre(qe);
end
bb=1;
break;
end %if
end %if
end
if bb==1
break
end
end%while

这段代码实现了一个广度优先搜索（BFS）算法，用于找到迷宫中从起点 (1,1) 到终点 (8,8) 的最短路径。
以下是代码的详细解释：

1.迷宫定义：
2.maze 是一个8x8的矩阵，其中 0 表示可通行的路径，1 表示墙，-1 表示已经遍历过的路径。
3.方向定义：
4.fx 和 fy 定义了四个方向，即上、下、左、右的偏移量。
5.队列定义：
6.sq.pre, sq.x, sq.y 分别用于存储每个点的前一个点、x坐标和y坐标。
7.qh 和 qe 分别是队列的头和尾的指针。
8.初始设置
9.起点 (1,1) 被标记为 -1（已遍历），并加入队列。
10.广度优先搜索：
11.使用一个 while 循环来进行搜索，直到队列为空。
12.在每一轮中，取出队头的点 (sq.x(qh), sq.y(qh))，然后尝试向四个方向移动。
13.对于每个方向，如果新的坐标 (i, j) 是有效的（即在迷宫范围内且没有被遍历过），则将其标记为 -1（已遍历）并加入队列。
14.如果新的坐标是终点 (8,8)，则从队列的尾部开始，回溯找到从终点到起点的路径。
15.回溯路径：
16.如果找到终点，那么从 qe 开始，通过 sq.pre 数组回溯每个点的前一个点，直到回到起点。
这样，当代码执行完成后，sq.x 和 sq.y 的值将表示从起点到终点的最短路径。