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C++中如何实现地图遍历
2023-06-26 18:04:24 深夜i     --     --
C++ 地图遍历 算法 数据结构 路径规划

地图遍历是计算机科学中经典的问题之一，也是学习算法和数据结构时常见的练习题。在C++语言中，可以使用不同的算法和数据结构来实现地图遍历，例如深度优先搜索（Depth First Search，DFS）和宽度优先搜索（Breadth First Search，BFS）等。本文将介绍如何在C++语言中实现地图遍历。

1. 深度优先搜索（DFS）

DFS算法是一种递归算法，通过对图或树的节点依次访问并标记来实现遍历。在地图遍历中，DFS算法从起点开始，依次访问其相邻节点，直到访问到终点或者无法继续访问为止。具体实现可以使用递归函数或者栈来实现。以下是使用栈实现的DFS算法代码示例：



#include <iostream>


#include <stack>


using namespace std;


const int MAXN = 100;  // 地图的最大大小


int n, m;        // 地图的大小


char map[MAXN][MAXN];  // 地图


bool vis[MAXN][MAXN];  // 标记数组


int sx, sy;       // 起点坐标


int tx, ty;       // 终点坐标


// 四个方向移动的偏移量


int dx[4] = -1;


int dy[4] = 0 ;


// DFS函数


bool DFS(int x, int y)


{


  if (x == tx && y == ty)


    return true;  // 到达终点


  vis[x][y] = true;  // 标记已访问


  for (int i = 0; i < 4; ++i) {     


    int nx = x + dx[i];   // 新的x坐标


    int ny = y + dy[i];   // 新的y坐标


    if (nx < 0 || nx >= n || ny < 0 || ny >= m)


      continue;      // 越界跳过


    


    if (vis[nx][ny] || map[nx][ny] == '#')


      continue;      // 已访问或者障碍跳过


       


    if (DFS(nx, ny)) 返回true


    


  }


  return false;        // 无法到达终点，返回false


}


int main()


{


  // 读入地图


  cin >> n >> m;


  for (int i = 0; i < n; ++i) {


    for (int j = 0; j < m; ++j) {


      cin >> map[i][j];


      if (map[i][j] == 'S')


        sx = i;


        sy = j;     // 找到起点坐标


      


      else if (map[i][j] == 'G')


        tx = i;


        ty = j;     // 找到终点坐标


      


    }


  }


  // DFS遍历地图


  if (DFS(sx, sy)) 输出Yes


  


  else 输出No


  


  return 0;


}

2. 宽度优先搜索（BFS）

BFS算法是一种基于队列的搜索算法，从起点开始，依次将其相邻节点入队，然后访问队列中的节点并标记，直到访问到终点或者队列为空。在地图遍历中，BFS算法可以求出起点到终点的最短路径。以下是使用队列实现的BFS算法代码示例：



#include <iostream>


#include <queue>


using namespace std;


const int MAXN = 100;  // 地图的最大大小


int n, m;        // 地图的大小


char map[MAXN][MAXN];  // 地图


bool vis[MAXN][MAXN];  // 标记数组


int sx, sy;       // 起点坐标


int tx, ty;       // 终点坐标


// 四个方向移动的偏移量


int dx[4] = 1 ;


int dy[4] = -1;


// BFS函数


int BFS(int x, int y)


{


  queue<pair<int, int>> q;


  q.push( y );  // 将起点加入队列


  vis[x][y] = true;  // 标记已访问


  int step = 0;    // 记录步数


  while (!q.empty()) {


    int len = q.size();


    for (int i = 0; i < len; ++i) {


      auto p = q.front(); q.pop();


      for (int j = 0; j < 4; ++j) {


        int nx = p.first + dx[j];  // 新的x坐标


        int ny = p.second + dy[j]; // 新的y坐标


        if (nx < 0 || nx >= n || ny < 0 || ny >= m)


          continue;        // 越界跳过


        


        if (vis[nx][ny] || map[nx][ny] == '#')


          continue;        // 已访问或者障碍跳过


        


        if (nx == tx && ny == ty) {


          return step + 1;    // 到达终点，返回步数


        }


        q.push( nx);     // 加入队列


        vis[nx][ny] = true;     // 标记已访问


      }


    }


    ++step;               // 增加步数


  }


  return -1;               // 无法到达，返回-1


}


int main()


{


  // 读入地图


  cin >> n >> m;


  for (int i = 0; i < n; ++i) {


    for (int j = 0; j < m; ++j) {


      cin >> map[i][j];


      if (map[i][j] == 'S')


        sx = i;


        sy = j;         // 找到起点坐标


      


      else if (map[i][j] == 'G')


        tx = i;


        ty = j;         // 找到终点坐标


      


    }


  }


  // BFS遍历地图


  int res = BFS(sx, sy);


  if (res != -1)


    cout << res << endl;      // 可以到达


  else 输出No


  


  return 0;


}

综上所述，本文介绍了C++中实现地图遍历的两种算法，DFS和BFS。读者可以根据不同的需求选择不同的算法来解决问题。此外，还可以使用其他算法和数据结构来实现地图遍历，例如A*算法、Dijkstra算法等，读者可以自行学习研究。

  
  

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