二维数组上的深度优先搜索

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我正在尝试通过创建一个程序,使我的食人魔在迷宫(2D数组)中导航来学习DFS。这类似于每日编程挑战,但我只使用了一个1x1的食人魔。

我的迷宫:

static int[][] maze = { 
{2,1,0,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,1,0,0,0,0,0,0,0},
{1,0,0,0,0,1,0,1,0,0},
{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,1,1,0,0,0,0,0,0},
{0,0,1,0,0,0,0,1,0,1},
{1,1,0,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
{0,0,0,0,0,1,1,0,0,0},
{0,0,0,0,0,1,0,0,0,3}};

在这个程序中,2代表我的英雄(起点)位于坐标 (0,0),3代表终点位于坐标 (9,9),1代表障碍物,0代表可以通过的空间。

由于我是新手,可能不需要这一步骤,但我会包含整个程序以方便复制和故障排除。

import java.awt.Point;
import java.util.ArrayList;


public class OgrePath {

    static int[][] maze = { 
        {2,1,0,0,0,0,0,0,0,0},
        {0,0,1,0,0,0,0,0,0,0},
        {1,0,0,0,0,1,0,1,0,0},
        {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
        {0,0,1,1,0,0,0,0,0,0},
        {0,0,1,0,0,0,0,1,0,1},
        {1,1,0,0,0,0,0,0,0,0},
        {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},
        {0,0,0,0,0,1,1,0,0,0},
        {0,0,0,0,0,1,0,0,0,3}};
public static boolean[][] visited = new boolean[maze.length][maze[0].length];
static ArrayList<Point> neighbors = new ArrayList<Point>();

public static void main(String[] args) {
    OgrePath OP = new OgrePath();
    for (int i=0;i<maze.length;i++){
        for (int j=0;j<maze[i].length;j++){
            visited[j][i] = false;
        }
    }
    visited[getOgre(maze).x][getOgre(maze).y] = true;
    System.out.println("Ogre: " + getOgre(maze));
    dfs(maze, getOgre(maze));
}

public static boolean dfs(int[][] maze, Point p){
    neighbors = getNeighbors(maze,p);
    if (maze[p.x][p.y] == 3){
        System.out.println("FOUND IT");
        return true;
    }
    if (neighbors.isEmpty()){
        return false;
    }
    for (int i=0;i<neighbors.size();i++){
        System.out.println("Nieghbors: " + neighbors);
        System.out.println(i + "(" + p.x + "," + p.y + ")");
        visited[neighbors.get(i).x][neighbors.get(i).y] = true;
        dfs(maze, neighbors.get(i));
    }
    return false;
}

public static ArrayList<Point> getNeighbors(int[][] maze, Point p){
    ArrayList<Point> neighbors = new ArrayList<Point>();
    Point left = new Point();
    Point right = new Point();
    Point down = new Point();
    Point up = new Point();
    down.x = p.x - 1;
    down.y = p.y;
    if (valid(maze,down)) neighbors.add(down);
    up.x = p.x + 1;
    up.y = p.y;
    if (valid(maze,up)) neighbors.add(up);
    left.x = p.x;
    left.y = p.y - 1;
    if (valid(maze,left)) neighbors.add(left);
    right.x = p.x;
    right.y = p.y + 1;
    if (valid(maze,right)) neighbors.add(right);
    return neighbors;
}

public static boolean valid(int[][] maze, Point p){
    if (inMaze(maze,p) && canGo(maze,p) && visited[p.x][p.y] == false) return true;
    else return false;
}

public static boolean inMaze(int[][] maze, Point p){
    if (p.x < (maze[0].length - 1) && p.x > -1 && p.y < (maze.length - 1) && p.y > -1){
        return true;
    } else return false;
}

public static boolean canGo(int[][] maze, Point p){
    if (maze[p.x][p.y] != 1 && maze[p.x][p.y] != 4) return true;
    else return false;  
}

public static Point getOgre(int[][] maze){
    Point ogre = new Point();
    for (int i=0;i<maze.length;i++){
        for (int j=0;j<maze[i].length;j++){
            if (maze[i][j] == 2){
                ogre.x = j;
                ogre.y = i;
            }
        }
    }
    return ogre;
}
}

我希望能够递归调用DFS,但是我写的代码有问题,程序探索了1条可能的路径并失败后就停止了。


你可以参考并修改你的代码以到达目标点:http://www.ekiras.com/2014/10/program-to-find-all-paths-in-matrix-of-2d-array.html - Ekansh Rastogi
1个回答

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好的,我看到您的代码存在几个问题,这会导致它无法正常工作,所以让我们逐个来看看。

首先,您的dfs函数不会遍历'for'循环,因为它会立即返回。尝试更改

dfs(maze, neighbors.get(i));

为了

if(dfs(maze, neighbors.get(i))){
    return true;
}

这将解决你只搜索单个路径的问题的部分内容。

第二个问题与你的邻居有关。当你的深度优先搜索完全探索一条路径时,应该后退一步并检查所有邻居节点。你只有一个顶层邻居变量,因此当你的分支以零个邻居终止时,它认为所有早期节点都没有邻居。

删除你的静态邻居变量。

static ArrayList<Point> neighbors = new ArrayList<Point>();

在getNeighbors中放置一个非静态版本。
ArrayList<Point> neighbors = new ArrayList<Point>();

这几乎完全解决了搜索的问题,但是对于你的迷宫,你仍然找不到终点。

你的inMaze函数在检查边界时有误。你只需要使用“小于”来检查边界,而不是检查x或y是否小于长度减一。

if (p.x < maze[0].length && p.x > -1 && p.y < maze.length && p.y > -1)

问题立即得到解决,解释也非常有帮助。谢谢! - vanBuren1738

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