迷宮問題求解

https://www.nowcoder.com/questionTerminal/cf24906056f4488c9ddb132f317e03bc

以上迷宮OJ題曾經是百度某一年的其中一個筆試題，
迷宮問題本質就是一個圖的遍歷問題，從起點開始不斷四個方向探索，直到走到出口，
走的過程中我們借助棧記錄走過路徑的坐標，棧記錄坐標有兩方面的作用，
一方面是記錄走過的路徑，一方面方便走到死路時進行回溯找其他的通路。

輸入兩個整數，分別表示二維數組的行數，列數。
再輸入相應的數組，其中的1表示墻壁，0表示可以走的路。
數據保證有唯一解,不考慮有多解的情況，即迷宮只有一條通道。
5 5
0 1 0 0 0
0 1 1 1 0
0 0 0 0 0
0 1 1 1 0
0 0 0 1 0

題解

關于求解，肯定是先創建一個自身位置的結構體，由于c語言沒有那么多庫函數，所以我們只能自己寫一個棧了

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<assert.h> #include<stdbool.h> typedef struct Postion {int row;int col; }PT; typedef PT STDataType; // 支持動態增長的棧 typedef struct Stack {STDataType* a;int top; // 棧頂int capacity; // 容量 }Stack, ST; // 初始化棧 void StackInit(Stack* ps); // 入棧 void StackPush(Stack* ps, STDataType data); // 出棧 void StackPop(Stack* ps); // 獲取棧頂元素 STDataType StackTop(Stack* ps); // 獲取棧中有效元素個數 int StackSize(Stack* ps); // 檢測棧是否為空，如果為空返回非零結果，如果不為空返回0 bool StackEmpty(Stack* ps); // 銷毀棧 void StackDestroy(Stack* ps); // 初始化棧 void StackInit(Stack* ps) {assert(ps);ps->a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * 4);if (ps->a == NULL){printf("malloc fail\n");exit(-1);}ps->capacity = 4;ps->top = 0; } // 入棧 void StackPush(Stack* ps, STDataType data) {assert(ps);//滿了 -> 擴容if (ps->top == ps->capacity){STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a, ps->capacity * 2 * sizeof(STDataType));if (tmp == NULL){printf("realloc fail\n");exit(-1);}else{ps->a = tmp;ps->capacity *= 2;}}ps->a[ps->top] = data;ps->top++; } // 出棧 void StackPop(Stack* ps) {assert(ps);assert(ps->top > 0);ps->top--; } // 獲取棧頂元素 STDataType StackTop(Stack* ps) {assert(ps);assert(ps->top > 0);return ps->a[ps->top - 1]; } // 獲取棧中有效元素個數 int StackSize(Stack* ps) {assert(ps);return ps->top; } // 檢測棧是否為空，如果為空返回非零結果，如果不為空返回0 bool StackEmpty(Stack* ps) {assert(ps);return ps->top == 0; } // 銷毀棧 void StackDestroy(Stack* ps) {assert(ps);free(ps->a);ps->a = NULL;ps->top = ps->capacity = 0; } ///

棧寫好之后，就開始進入求解路徑了，首先得創建一個迷宮，獲取迷宮地圖，初始化自身位置，開始上下左右判斷移動，為0表示無障礙，可以走；

這里就可以用遞歸來完成，走過的路要改成除0和1外的數（這里我用2來代替了），不然又會走重；當走到死路時，就需要往回走，回到一個有第二個方向可以走的位置，被稱為回溯，還用到了棧的先進后出，所以用棧來記錄路徑是最好不夠了；

Stack Path; //打印迷宮 void PrintMaze(int** maze, int N, int M) {for (int i = 0; i < N; ++i){for (int j = 0; j < M; ++j){printf("%d", maze[i][j]);}printf("\n");}printf("\n"); } //輸出棧里面的坐標路徑 void PrintPath(Stack* ps) {//Path數據倒到rPathStack rPath;StackInit(&rPath);while (!StackEmpty(ps)){StackPush(&rPath, StackTop(ps));StackPop(ps);}while (!StackEmpty(&rPath)){PT top = StackTop(&rPath);printf("(%d,%d)\n", top.row, top.col);StackPop(&rPath);}StackDestroy(&rPath); }//判斷是否到達出口 bool IsPass(int** maze, int N, int M, PT pos) {if (pos.row >= 0 && pos.row < N&& pos.col >= 0 && pos.col < M&& maze[pos.row][pos.col] == 0){return true;}else{return false;} }bool GetMazePath(int** maze, int N, int M, PT cur) {//核心邏輯StackPush(&Path, cur);//如果找到出口if (cur.row == N - 1 && cur.col == M - 1)return true;//探測cur位置得上下左右四個方向PT next;maze[cur.row][cur.col] = 2;//上next = cur;next.row -= 1;if (IsPass(maze, N, M, next)){if (GetMazePath(maze, N, M, next))return true;}//下next = cur;next.row += 1;if (IsPass(maze, N, M, next)){if (GetMazePath(maze, N, M, next))return true;}//左next = cur;next.col -= 1;if (IsPass(maze, N, M, next)){if (GetMazePath(maze, N, M, next))return true;}//右next = cur;next.col += 1;if (IsPass(maze, N, M, next)){if (GetMazePath(maze, N, M, next))return true;}StackPop(&Path);return false; }

//主函數

int main() {int N = 0, M = 0;while (scanf("%d%d", &N, &M) != EOF){//創建迷宮，獲取迷宮地圖int** maze = (int**)malloc(sizeof(int*) * N);for (int i = 0; i < N; i++){maze[i] = (int*)malloc(sizeof(int) * M);}for (int i = 0; i < N; ++i){for (int j = 0; j < M; ++j){scanf("%d", &maze[i][j]);}}StackInit(&Path);PT entry = { 0,0 };if (GetMazePath(maze, N, M, entry)){PrintPath(&Path);}else{printf("沒有找到通路\n");}//銷毀迷宮StackDestroy(&Path);for (int i = 0; i < N; ++i){free(maze[i]);}free(maze);maze = NULL;}return 0; }

迷宮最短路徑求解

小青蛙有一天不小心落入了一個地下迷宮,小青蛙希望用自己僅剩的體力值P跳出這個地下迷宮。
為了讓問題簡單,假設這是一個n*m的格子迷宮,迷宮每個位置為0或者1,
0代表這個位置有障礙物,小青蛙達到不了這個位置;1代表小青蛙可以達到的位置。
小青蛙初始在(0,0)位置,地下迷宮的出口在(0,m-1)
(保證這兩個位置都是1,并且保證一定有起點到終點可達的路徑),
小青蛙在迷宮中水平移動一個單位距離需要消耗1點體力值,
向上爬一個單位距離需要消耗3個單位的體力值,向下移動不消耗體力值,
當小青蛙的體力值等于0的時候還沒有到達出口,小青蛙將無法逃離迷宮。
現在需要你幫助小青蛙計算出能否用僅剩的體力值跳出迷宮(即達到(0,m-1)位置)。

本題在曾經是美團某一年的筆試題，
本題在上一個題的基礎上計入了體力值的概念，
但是本題還有一個隱藏條件，就是要找出迷宮的最短路徑，
如下的兩個測試用例，需要找出最短路徑，才能通過全部測試用例
4 4 10 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1
10 10 50 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 00 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 11 1 1
鏈接：https://www.nowcoder.com/questionTerminal/571cfbe764824f03b5c0bfd2eb0a8ddf?f=discussion

題解

同樣的，c語言要自己寫一個棧，和上面是一樣的

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<assert.h> #include<stdbool.h> #include<string.h> typedef struct Postion {int row;int col; }PT; typedef PT STDataType; // 支持動態增長的棧typedef struct Stack {STDataType* a;int top; // 棧頂int capacity; // 容量 }Stack, ST; // 初始化棧 void StackInit(Stack* ps); // 入棧 void StackPush(Stack* ps, STDataType data); // 出棧 void StackPop(Stack* ps); // 獲取棧頂元素 STDataType StackTop(Stack* ps); // 獲取棧中有效元素個數 int StackSize(Stack* ps); // 檢測棧是否為空，如果為空返回非零結果，如果不為空返回0 bool StackEmpty(Stack* ps); // 銷毀棧 void StackDestroy(Stack* ps); // 初始化棧 void StackInit(Stack* ps) {assert(ps);ps->a = (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * 4);if (ps->a == NULL){printf("malloc fail\n");exit(-1);}ps->capacity = 4;ps->top = 0; } // 入棧 void StackPush(Stack* ps, STDataType data) {assert(ps);//滿了 -> 擴容if (ps->top == ps->capacity){STDataType* tmp = (STDataType*)realloc(ps->a, ps->capacity * 2 * sizeof(STDataType));if (tmp == NULL){printf("realloc fail\n");exit(-1);}else{ps->a = tmp;ps->capacity *= 2;}}ps->a[ps->top] = data;ps->top++; } // 出棧 void StackPop(Stack* ps) {assert(ps);assert(ps->top > 0);ps->top--; } // 獲取棧頂元素 STDataType StackTop(Stack* ps) {assert(ps);assert(ps->top > 0);return ps->a[ps->top - 1]; } // 獲取棧中有效元素個數 int StackSize(Stack* ps) {assert(ps);return ps->top; } // 檢測棧是否為空，如果為空返回非零結果，如果不為空返回0 bool StackEmpty(Stack* ps) {assert(ps);return ps->top == 0; } // 銷毀棧 void StackDestroy(Stack* ps) {assert(ps);free(ps->a);ps->a = NULL;ps->top = ps->capacity = 0; } ///

由于加入了體力值這一變量，路徑也就變為不止一條，所以我們還需要初始化一個裝最短路徑的棧，由圖，紫色路徑不能滿足體力要求，故需要尋找最優路徑；

Stack Path; Stack minPath; //打印迷宮 void PrintMaze(int** maze, int N, int M) {for (int i = 0; i < N; ++i){for (int j = 0; j < M; ++j){printf("%d", maze[i][j]);}printf("\n");}printf("\n"); } //輸出棧里面的坐標路徑 //題目要求打印格式 void PrintPath(Stack* ps) {//Path數據倒到rPathStack rPath;StackInit(&rPath);while (!StackEmpty(ps)){StackPush(&rPath, StackTop(ps));StackPop(ps);}while (StackSize(&rPath)>1){PT top = StackTop(&rPath);printf("[%d,%d],", top.row, top.col);StackPop(&rPath);}PT top = StackTop(&rPath);printf("[%d,%d]", top.row, top.col);StackPop(&rPath);StackDestroy(&rPath); } //判斷是否為出口 bool IsPass(int** maze, int N, int M, PT pos) {if (pos.row >= 0 && pos.row < N&& pos.col >= 0 && pos.col < M&& maze[pos.row][pos.col] == 1){return true;}else{return false;} } //拷貝最短路徑 void StackCopy(Stack*ppath,Stack*pcopy) {pcopy->a=(STDataType*)malloc(sizeof(STDataType)*ppath->capacity);memcpy(pcopy->a,ppath->a,sizeof(STDataType)*ppath->top);pcopy->top=ppath->top;pcopy->capacity=ppath->capacity; }void GetMazePath(int** maze, int N, int M, PT cur,int p) {//核心邏輯StackPush(&Path, cur);//如果走到出口if (cur.row == 0 && cur.col == M - 1){ //找到了更短的路徑，更新minPathif(p >= 0 && StackEmpty(&minPath)|| StackSize(&Path) < StackSize(&minPath)){//找到更短路徑，更新minPathStackDestroy(&minPath);StackCopy(&Path,&minPath);}}//探測cur位置得上下左右四個方向PT next;maze[cur.row][cur.col] = 2;//上next = cur;next.row -= 1;if (IsPass(maze, N, M, next)){GetMazePath(maze, N, M, next,p-3);}//下next = cur;next.row += 1;if (IsPass(maze, N, M, next)){GetMazePath(maze, N, M, next,p);}//左next = cur;next.col -= 1;if (IsPass(maze, N, M, next)){GetMazePath(maze, N, M, next,p-1);}//右next = cur;next.col += 1;if (IsPass(maze, N, M, next)){GetMazePath(maze, N, M, next,p-1);}// 恢復一下maze[cur.row][cur.col] = 1;StackPop(&Path); }

多條路徑之間不能互相干涉，第一條路徑走完后，迷宮就被修改了，為了不影響第二條路徑，我們需要將迷宮恢復成沒走一樣的狀態
如果不恢復的話，第二條路徑無路可走

int main() {int N = 0, M = 0,p=0;while (scanf("%d%d%d", &N, &M, &p) != EOF){//創建迷宮，獲取迷宮地圖int** maze = (int**)malloc(sizeof(int*) * N);for (int i = 0; i < N; i++){maze[i] = (int*)malloc(sizeof(int) * M);}for (int i = 0; i < N; ++i){for (int j = 0; j < M; ++j){scanf("%d", &maze[i][j]);}}StackInit(&Path);StackInit(&minPath);PT entry = { 0,0 };GetMazePath(maze, N, M, entry,p);if(!StackEmpty(&minPath)){PrintPath(&minPath);}else{printf("Can not escape!\n");}//銷毀迷宮StackDestroy(&Path);StackDestroy(&minPath);for (int i = 0; i < N; ++i){free(maze[i]);}free(maze);maze = NULL;}return 0; }

深淺拷貝問題

//找到了更短的路徑，更新minPathif(p >= 0 && StackEmpty(&minPath)|| StackSize(&Path) < StackSize(&minPath)){//找到更短路徑，更新minPath//minPath=Path;StackDestroy(&minPath);StackCopy(&Path,&minPath);}

在c語言中，這里=是直接賦值，就是把它的地址存放數據的地址給你了，如果寫minPath=Pah的話，編譯器提供的就是淺拷貝，再后面釋放內存時，Path已經將那塊空間釋放了，minPath指向的那塊空間已經不是原來的空間了

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C语言求解迷宫问题的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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