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ブルート フォースの迷路を解く C プログラムを作成する試みとして、最初にこの Java プログラムを作成してアイデアをテストしました。私はCに非常に慣れていないので、Javaでこれを正しく行った後に変換するつもりです。その結果、C への変換を容易にするために、配列リストやファンシー ライブラリなどから離れようとしています。プログラムは、迷路を解くための最短ステップの単一幅パスを生成する必要があります。私の問題は、各再帰を通過したパス格納配列を断片化することにあると思います。これを見てくれてありがとう。-ジョー

maze:

1 3 3 3 3 
3 3 3 3 3 
3 0 0 0 3 
3 0 3 3 3 
0 3 3 3 2 


Same maze solved by this program:
4 4 4 4 4 
4 4 4 4 4 
4 0 0 0 4 
3 0 3 3 4 
0 3 3 3 2 

数値表記はコードで説明されています

    public class javamaze {

static storage[] best_path;
static int best_count;
static storage[] path;

//the maze - 1 = start; 2 = finish; 3 = open path
static int maze[][] = {{1, 3, 3, 3, 3}, 
    {3, 3, 3, 3, 3},
    {0, 0, 0, 0, 3},
    {0, 0, 3, 3, 3},
    {3, 3, 3, 3, 2}};

public static void main(String[] args) {

    int count1;
    int count2;

    //declares variables used in the solve method
    best_count = 0;
    storage[] path = new storage[10000];
    best_path = new storage[10000];
    int path_count = 0;


    System.out.println("Here is the maze:");
    for(count1 = 0; count1 < 5; count1++) {
        for(count2 = 0; count2 < 5; count2++) {
            System.out.print(maze[count1][count2] + " ");   
        }                       
        System.out.println("");         
    }                       

    //solves the maze
    solve(findStart()/5, findStart()%5, path, path_count);  

    //assigns an int 4 path to the maze to visually represent the shortest path
    for(int count = 0; count <= best_path.length - 1; count++)
        if (best_path[count] != null)
            maze[best_path[count].getx()][best_path[count].gety()] = 4;

    System.out.print("Here is the solved maze\n");

    //prints the solved maze
    for(count1 = 0; count1 < 5; count1++) {
        for(count2 = 0; count2 < 5; count2++){
            System.out.print(maze[count1][count2] + " ");
        }
        System.out.print("\n");
    }
}

//finds maze start marked by int 1 - this works perfectly and isn't related to the problem
public static int findStart() {
    int count1, count2;
    for(count1 = 0; count1 < 5; count1++) {
        for(count2 = 0; count2 < 5; count2++) {
            if (maze[count1][count2] == 1)
                return (count1 * 5 + count2);
        }
    }
    return -1;
}

//saves path coordinate values into a new array
public static void save_storage(storage[] old_storage) {
    int count;
    for(count = 0; count < old_storage.length; count++) {
        best_path[count] = old_storage[count];
    }
}

//solves the maze
public static Boolean solve(int x, int y, storage[] path, int path_count) {

    //checks to see if grid squares are valid (3 = open path; 0 = wall
    if (x < 0 || x > 4) { //array grid is a 5 by 5
        //System.out.println("found row end returning false");
        return false;
    }
    if (y < 0 || y > 4) {
        //System.out.println("Found col end returning false");
        return false;
    }

    //when finding finish - records the number of moves in static int best_count
    if (maze[x][y] == 2) {
        if (best_count == 0 || best_count > path_count) {
            System.out.println("Found end with this many moves: " + path_count);
            best_count = path_count;
            save_storage(path); //copies path counting array into a new static array
        }
    }
    //returns false if it hits a wall
    if (maze[x][y] == 0)
        return false;

    //checks with previously crossed paths to prevent an unnecessary repeat in steps
    for(storage i: path) 
        if (i != null)
            if (i.getx() == x && i.gety() == y) 
                return false;

    //saves current recursive x, y (row, col) coordinates into a storage object which is then added to an array.
    //this array is supposed to fragment per each recursion which doesn't seem to - this may be the issue
    storage storespoints = new storage(x, y);
    path[path_count] = storespoints;

    //recurses up, down, right, left
    if (solve((x-1), y, path, path_count++) == true || solve((x+1), y, path, path_count++) == true ||
            solve(x, (y+1), path, path_count++) == true || solve(x, (y-1), path, path_count++) == true) {
        return true;
    }

    return false;
}
} 

//stores (x, y) aka row, col coordinate points
class storage {

private int x;
private int y;

public storage(int x, int y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
}
public int getx() {
    return x;
}
public int gety() {
    return y;
}
public String toString() {
    return ("storage coordinate: " + x + ", " + y + "-------");
}

}
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1

これはもともと答えを意図したものではありませんでしたが、一種の答えになりました。正直なところ、Java から始めて C に移行するのは悪い考えだと思います。なぜなら、この 2 つの言語はまったく似ていないからです。また、Java の機能に依存している場合、移植する際に深刻な問題が発生するため、何の役にも立たないでしょう。 C にはありません (つまり、それらのほとんど)。

そうは言っても、いくつかのアルゴリズム C のものをスケッチします。

支持構造

typedef
struct Node
{
    int x, y;
    // x and y are array indices
}
Node;

typedef
struct Path
{
    int maxlen, head;
    Node * path;
    // maxlen is size of path, head is the index of the current node
    // path is the pointer to the node array
}
Path;

int    node_compare(Node * n1, Node * n2); // returns true if nodes are equal, else false

void   path_setup(Path * p, Node * n); // allocates Path.path and sets first node
void   path_embiggen(Path * p);        // use realloc to make path bigger in case it fills up
int    path_toosmall(Path * p);        // returns true if the path needs to be reallocated to add more nodes
Node * path_head(Path * p);            // returns the head node of the path
void   path_push(Path * p, Node * n);  // pushes a new head node onto the path
void   path_pop(Path * p);             // pops a node from path

迷路の形式を隣接リストのようなものに変更することもできます。ノードから移動できるノードを詳述するマスクとして各ノードを保存できます。

迷路フォーマット

const int // these constants indicate which directions of travel are possible from a node
N = (1 << 0),       // travel NORTH from node is possible
S = (1 << 1),       // travel SOUTH from node is possible
E = (1 << 2),       // travel EAST  from node is possible
W = (1 << 3),       // travel WEST  from node is possible
NUM_DIRECTIONS = 4; // number of directions (might not be 4.  no reason it has to be)

const int
START  = (1 << 4),  // starting  node
FINISH = (1 << 5);  // finishing node

const int
MAZE_X = 4,         // maze dimensions
MAZE_Y = 4;

int maze[MAZE_X][MAZE_Y] = 
{
    {E,        S|E|W,    S|E|W,    S|W       },
    {S|FINISH, N|S,      N|START,  N|S       },
    {N|S,      N|E,      S|E|W,    N|S|W     },
    {N|E,      E|W,      N|W,      N         }
};

Node start  = {1, 2}; // position of start node
Node finish = {1, 0}; // position of end node

私の迷路はあなたの迷路とは異なります: 2 つの形式は互いに 1:1 で完全には対応していません。たとえば、あなたの形式ではより細かい動きが可能ですが、私の形式では一方通行が許可されます。

フォーマットが明示的に壁を配置することに注意してください。私のフォーマットでは、概念上、壁はパスが不可能な場所に配置されます。私が作成した迷路には、3 つの水平方向の壁と 5 つの垂直方向の壁があります (また、囲まれています。つまり、迷路全体を囲む連続した壁があります)。

ブルート フォース トラバーサルには、深さ優先検索を使用します。次のように、さまざまな方法でフラグを方向にマップできます。とにかくそれぞれをループしているので、アクセス時間は無関係であるため、配列ではなく、ある種のより高速な連想コンテナーで十分です。

マッピングをオフセットするためのデータ形式

// map directions to array offsets
// format is [flag], [x offset], [y offset]
int mappings[][] =
{
    {N, -1,  0},
    {S,  1,  0},
    {E,  0,  1},
    {W,  0, -1}
}

最後に、あなたの検索。反復的または再帰的に実装できます。私の例では再帰を使用しています。

検索アルゴリズム疑似コード

int search_for_path(int ** maze, char ** visited, Path * path)
{
    Node * head = path_head(path);
    Node temp;
    int i;

    if (node_compare(head, &finish)) return 1; // found finish
    if (visited[head->x][head->y])   return 0; // don't traverse again, that's pointless

    visited[head->x][head->y] = 1;
    if (path_toosmall(path)) path_embiggen(path);

    for (i = 0; i < NUM_DIRECTIONS; ++i)
    {
        if (maze[head->x][head->y] & mappings[i][0]) // path in this direction
        {
            temp = {head->x + mappings[i][1], head->y + mappings[i][2]};
            path_push(path, &temp);
            if (search_for_path(maze, visited, path)) return 1; // something found end
            path_pop(path);
        }
    }
    return 0; // unable to find path from any unvisited neighbor
}

この関数を呼び出すには、次のようにすべてを設定する必要があります。

ソルバーの呼び出し

// we already have the maze
// int maze[MAZE_X][MAZE_Y] = {...};

// make a visited list, set to all 0 (unvisited)
int visited[MAZE_X][MAZE_Y] = 
{
    {0,0,0,0},
    {0,0,0,0},
    {0,0,0,0},
    {0,0,0,0}
};

// setup the path
Path p;
path_setup(&p, &start);

if (search_for_path(maze, visited, &path))
{
    // succeeded, path contains the list of nodes containing coordinates from start to end
}
else
{
    // maze was impossible
}

これはすべて編集ボックスに書いたので、テストしていないことに注意してください。おそらく最初の試行では機能せず、少しいじる必要があるかもしれません。たとえば、開始と終了がグローバルに宣言されていない場合、いくつかの問題が発生します。グローバル変数を使用する代わりに、ターゲット ノードを検索関数に渡す方がよいでしょう。

于 2012-07-12T19:47:51.773 に答える