java迷宫算法的理解(递归分割,递归回溯,深搜,广搜)

介绍

Java迷宫算法旨在通过编程形成一个迷宫的图形,让计算机自动地创建和解决迷宫。本文将会介绍常见的四种Java迷宫算法:递归分割算法、递归回溯算法、深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)算法。

递归分割算法

递归分割算法首先创建一个空的网格表示迷宫。网格中的每个单元格都代表迷宫的一个位置。分割过程会对这些位置进行标记,就像把它们铺上拼图一样。该算法会首先把整个迷宫划分成一个大的正方形,接着用随机的方法选中并划分这个正方形,直至整个网格被完全划分为止。

Java代码实现

void recursiveDivision(int x, int y, int width, int height) {
    if (width < 2 || height < 2) {
        return;
    }

    // 横线或竖线
    boolean horizontal = (width > height);

    // 随机数选择线的位置
    int max = (horizontal ? height : width) - 1;
    int line = (int) (random.nextDouble() * max);

    // 创建一堵墙和两个门
    if (horizontal) {
        // 横线
        int passage = x + line + 1;
        createWall(x, y + line, width, true);
        createPassage(passage, y + line, height);
        recursiveDivision(x, y, width, line + 1);
        recursiveDivision(x, y + line + 1, width, height - line - 1);
    } else {
        // 竖线
        int passage = y + line + 1;
        createWall(x + line, y, height, false);
        createPassage(x + line, passage, width);
        recursiveDivision(x, y, line + 1, height);
        recursiveDivision(x + line + 1, y, width - line - 1, height);
    }
}

示例

下面是一个运行递归分割算法生成的迷宫的示例图:

#############################
#   #   #   #   #   #   #   #
#   #   #   #   #   #   #   #
#   #   #   #   #   #   #   #
#   # # #   #   #   #   #   #
#   #       # # # #   #   # #
#   #   # # #       # # # # #
#   #   # # #   # # # #   # #
#   #   # # #   # #       # #
#           #   # # # #   # #
#   # # #   #   # # # #   # #
#   #     # # # #       # # #
#   # #   # # #   # # # #   #
# # # #   # # #   # #   #   #
# # # #   # # # # #     #   #
# # #     # # # # # # # #   #
# # #########################

递归回溯算法

递归回溯算法先在随机位置选择一个起点,然后在迷宫中递归回溯,尝试找到一个特定位置的解。这种算法先在节点上打标记,指示它们的访问状态,并在需要时回溯。回溯是指程序回到先前遇到的节点,并从那里开始搜索其余的路径。

Java代码实现

void recursiveBacktracking(Node node) {
    node.visited = true;

    for (Direction direction : shuffle(getDirections())) {
        Node neighbor = node.getNeighbor(direction);

        if (neighbor != null && !neighbor.visited) {
            node.open(direction);
            recursiveBacktracking(neighbor);
        }
    }
}

示例

下面是一个运行递归回溯算法生成的迷宫的示例图:

#####################
# #   #           # #
# # # # # # # # # # #
# #               # #
# # # # # # # # # # #
# #   # #     #   # #
# # # # # # # # # # #
# #       #       # #
# # # # # # # # # # #
# #   #   # # # #   #
# # # # # #     # # #
# #           # #   #
# # # # # # # # # # #
# #           # #   #
# # # # # # # # # # #

深度优先搜索算法(DFS)

深度优先搜索算法从外围上的位置开始,尽可能往迷宫的核心走;比如使用下面的二维数组表示迷宫,从左上角走到右下角:

1 1 1 1 1
1 0 1 0 1
1 0 1 0 1
1 0 0 0 1
1 1 1 1 1

从左上角走到右下角,DFS算法会按照下面的顺序搜索:

1 1 1 1 1
1 0 1 0 1
1 0 1 0 1
1 0 0 0 1
1 1 1 1 1

Java代码实现

void depthFirstSearch(Node start, Node target) {
    Stack<Node> stack = new Stack<>();
    stack.push(start);

    while (!stack.isEmpty()) {
        Node node = stack.pop();
        node.visited = true;

        if (node == target) {
            return;
        }

        for (Direction direction : shuffle(getDirections())) {
            Node neighbor = node.getNeighbor(direction);

            if (neighbor != null && !neighbor.visited && node.hasOpening(direction)) {
                neighbor.parent = node;
                stack.push(neighbor);
            }
        }
    }
}

示例

下面是一个运行深度优先搜索算法生成的迷宫的示例图:

#########################
#       #       # #     #
# # # # # # # # # # # # #
#         #           # #
# # #     # # # # # # # #
# #   #   #           # #
# # # #   # # # # # # # #
#     #               # #
# # # # # # # # # # # # #
# #   #     #         # #
# # # # # # # # # # # # #
# #             #     # #
# # # # # # # # # # # # #
#           #       #   #
# # # # # # # # # # # # #
#                       #
#########################

广度优先搜索算法(BFS)

广度优先搜索算法从迷宫外围的位置开始,先搜索距离起点最近的一圈,然后再访问次近的圈,依次搜索,直到搜索到终点,或者搜索完全部。

Java代码实现

void breadthFirstSearch(Node start, Node target) {
    Deque<Node> deque = new ArrayDeque<>();
    deque.add(start);

    while (!deque.isEmpty()) {
        Node node = deque.removeFirst();
        node.visited = true;

        if (node == target) {
            return;
        }

        for (Direction direction : shuffle(getDirections())) {
            Node neighbor = node.getNeighbor(direction);

            if (neighbor != null && !neighbor.visited && node.hasOpening(direction)) {
                neighbor.parent = node;
                deque.addLast(neighbor);
            }
        }
    }
}

示例

下面是一个运行广度优先搜索算法生成的迷宫的示例图:

#############################
#   #   #   # # # #     #   #
#   # # # # # #   # # # # # #
#   # # # # # #     # # #   #
#                   # #   # #
# # # # # # # # # # # #   # #
# #         #     # # # #   #
# # # # # # # # # # # # # # #
# #           # # #       # #
#   # # #   # # # # # # # # #
# # # # # # # # # #   #   # #
# # # # # # # # #     #     #
#   # # # # # #   # # # # # #
#   # # # # # # # # # # #   #
#           # # # # # # # # #
# # # # # # # # # # # # # # #

总结

本文介绍并且演示了四种常见的Java迷宫算法。递归分割算法、递归回溯算法、深度优先搜索算法和广度优先搜索算法,每种算法各有其优点和缺点。了解这些算法对于解决问题和实现其他有用应用程序是非常有益的。

阅读剩余 79%

本站文章如无特殊说明,均为本站原创,如若转载,请注明出处:java迷宫算法的理解(递归分割,递归回溯,深搜,广搜) - Python技术站

(0)
上一篇 2023年5月19日
下一篇 2023年5月19日

相关文章

  • Springboot迁移到Micronaut实现过程详解

    我会给出一个“Springboot迁移到Micronaut实现过程”的完整攻略,并提供两个示例说明。 Spring Boot 迁移到 Micronaut 的实现过程 简介 Micronaut 是一个轻量级的 Java 框架,“微型”体积和速度非常快。本文将会详细介绍 Spring Boot 应用迁移到 Micronaut 的过程,在过程中会涉及到如下主题: …

    Java 2023年6月1日
    00
  • Springboot整合JwtHelper实现非对称加密

    下面是关于SpringBoot整合JwtHelper实现非对称加密的攻略: 一、背景知识 在了解攻略之前,需要先了解以下一些背景知识: JwtHelper:一个用于生成和验证JSON Web Tokens的Java库; 非对称加密算法:使用公钥和私钥加密、解密数据的算法,具有数据安全、数据完整性验证等优点。 本攻略将会使用JwtHelper库结合RSA非对称…

    Java 2023年5月20日
    00
  • 如何通过XML方式配置并实现Mybatis

    通过XML方式配置实现Mybatis,需要步骤如下: 引入Mybatis依赖(以Maven为例) <dependency> <groupId>org.mybatis</groupId> <artifactId>mybatis</artifactId> <version>3.5.7<…

    Java 2023年5月20日
    00
  • 2020最新版SSM框架整合教程

    让我来详细讲解一下“2020最新版SSM框架整合教程”的完整攻略。 1. 准备工作 在整合SSM框架之前,需要安装JDK、Maven以及相应的开发工具,比如IntelliJ IDEA或Eclipse,还需要准备好Web Server,比如Tomcat或Jetty。 2. 创建Maven项目 创建一个Maven Web项目,添加以下依赖: <depend…

    Java 2023年5月20日
    00
  • Jquery解析Json格式数据过程代码

    下面是详细讲解“Jquery解析Json格式数据过程代码”的完整攻略。 什么是 JSON JSON(JavaScript Object Notation)是一种轻量级的数据交换格式,易于人阅读和编写,同时也易于机器解析和生成。JSON是基于JavaScript的一个子集,因此在JavaScript环境中具有天然的兼容性,同时由于其简洁性和通用性,也被用于其他…

    Java 2023年6月15日
    00
  • java代码规范review异常事故记录

    下面是“Java代码规范Review异常事故记录”攻略的详细解释: 1. 异常事故记录的意义 我们编写的代码中难免会有缺陷,尤其是在团队协同开发中,每个人编写风格和习惯可能都不一样,导致代码可读性和可维护性存在问题。为了解决这些问题,我们需要对代码进行review,发现问题并及时修复。而异常事故记录则是review的重要内容之一。它可以让我们对程序中的异常情…

    Java 2023年5月27日
    00
  • Mybatis 中如何判断集合的size

    判断 Mybatis 中查询出来的结果集的 size 主要有以下几种方式: 判断查询结果是否为空 可以使用 Mybatis 自带的 isEmpty() 方法判断查询结果是否为空,与此相对地,还可以使用isNotEmpty() 方法判断结果是否不为空。例如: List<User> userList = userMapper.selectUserLi…

    Java 2023年5月20日
    00
  • JavaSpringBoot报错“TransactionException”的原因和处理方法

    原因 “TransactionException” 错误通常是以下原因引起的: 数据库事务问题:如果您的数据库事务存在问题,则可能会出现此错误。在这种情况下,需要检查您的数据库事务并确保它们正确。 事务管理器问题:如果您的事务管理器存在问题,则可能会出现此错误。在这种情况下,需要检查您的事务管理器并确保它们正确。 并发问题:如果您的应用程序存在并发问题,则可…

    Java 2023年5月4日
    00
合作推广
合作推广
分享本页
返回顶部