题目:NowCoder最喜欢游乐场的迷宫游戏,他和小伙伴们比赛谁先走出迷宫。 现在把迷宫的地图给你,你能帮他算出最快走出迷宫需要多少步吗?
输入描述:
输入包含多组数据。
每组数据包含一个10*10,由“#”和“.”组成的迷宫。其中“#”代表墙;“.”代表通路。
入口在第一行第二列;出口在最后一行第九列。
从任意一个“.”点都能一步走到上下左右四个方向的“.”点。
输出描述:
对应每组数据,输出从入口到出口最短需要几步。
代码
import java.util.*;
// 设一个类,记录走到某一个位置的X和Y坐标,以及到当前位置所走的步数
class Position{
public int x;
public int y;
public int steps; // 记录当前位置所走的步数
public Position(int x,int y,int steps){
this.x = x;
this.y = y;
this.steps = steps;
}
}
public class Main{
// 思想是广度优先遍历思想
public static int getShortPath(String[] map,int m,int n){
// 走每一步都要确定是向下,还是右,左,上,所以设一个二维数组,记录向每一个方向,所需的
// 的坐标变化
int[][] direction = {{1,0},{0,1},{0,-1},{-1,0}};
// 设一个队列,用来记录每走一步的当前 下右左上的位置(就是上面设的Position类)
Queue<Position> pos = new LinkedList<>();
// 初始化一个位置类,也就是入口,坐标是(0,1),步数是0
Position position = new Position(0,1,0);
// 初始化一个位置类,也就是出口,坐标是(9,8),步数是0(这个步数没影响)
Position out = new Position(9,8,0);
// 把入口位置加入队列
pos.offer(position);
// 设一个二维数组,用来记录已经走过的位置,比如上面的位置,走过的就不要再走了
boolean[][] flag = new boolean[m][n];
// 当队列不为空时,表示它一直在寻找出口
while(!pos.isEmpty()){
// 将最先加入的位置,从队列中取出来,首次取的时候,只有入口位置
Position cur = pos.poll();
// 每次从队列中取出一个位置,就表示当前位置被走了,所以要同步标记
flag[cur.x][cur.y] = true;
// 广度优先遍历,是依次把当前位置的 下右左上位置放入队列,按照先进先出原则,
// 它取的时候,也是把一个位置的 下右左上 全取出来遍历,把这四个方向遍历完,
// 视为走了一层,而在遍历每一层的时候,它都要确定有没有出口位置
if(cur.x == out.x && cur.y == out.y ){
// 如果发现遍历某个位置的一层时,有与出口相同的位置,那说明我们就找到了
// 最短距离,不再遍历,返回步数
return cur.steps;
}
// 从入口开始,每到一个位置,就先把它的 下右左上位置 放入队列,但是
// 要判断,四个方向的位置是通路而不是墙,只把通路加入到队列中,而且,
// 这个通路没有被走过
for(int i=0;i<direction.length;i++){
// 设一个新的位置类,记录当前位置的四个周边位置,i=0 ,表示当前位置
// 的下面位置,要给它的X+1,Y+0,才能得到下面位置,同时步数加 1
Position next = new Position(cur.x+direction[i][0],
cur.y+direction[i][1],cur.steps+1);
// 每获得当前位置的一个周边位置,就要确保这个 新位置,没有越界,是通路,并且
// 没有被走过
if(next.x>=0 && next.x<m && next.y>=0 && next.y<n &&
map[next.x].charAt(next.y) =='.' && !flag[next.x][next.y] ){
pos.offer(next);
}
}
}
// 如果遍历完队列,也没有找到出口,表示迷宫无出路,返回0
return 0;
}
public static void main(String[] args){
Scanner scan =new Scanner(System.in);
while(scan.hasNext()){
String[] map = new String[10];
for(int i=0;i<10;i++){
map[i] = scan.next();
}
System.out.println(getShortPath(map,10,10));
}
}
}
看下图(其中0表示墙,1 表示通路,这里 出口是最后一行的所有列),加深大家对广度优先遍历层次的理解。 如下图,从入口到出口总共有12层,两个 出口,但其实到第10层,就已经有一个出口了。可以看到, 从第八层,分出两条道,第一条道在第十层遍历的时候找到,而第二条道在第十二层遍历才找到。