有关dfs、bfs解决迷宫问题的个人见解

可以使用BFS或者DFS方法解决的迷宫问题！

题目如下：

kotori在一个n*m迷宫里，迷宫的最外层被岩浆淹没，无法涉足，迷宫内有k个出口。kotori只能上下左右四个方向移动。她想知道有多少出口是她能到达的，最近的出口离她有多远？

输入描述:

第一行为两个整数n和m，代表迷宫的行和列数 (1≤n,m≤30)

后面紧跟着n行长度为m的字符串来描述迷宫。'k'代表kotori开始的位置，'.'代表道路，'*'代表墙壁，'e'代表出口。保证输入合法。

输出描述:

若有出口可以抵达，则输出2个整数，第一个代表kotori可选择的出口的数量，第二个代表kotori到最近的出口的步数。（注意，kotori到达出口一定会离开迷宫）

若没有出口可以抵达，则输出-1。

示例1

输入

复制

6 8
e.*.*e.*
.**.*.*e
..*k**..
***.*.e*
.**.*.**
*......e

输出

复制

2 7

说明

可供选择坐标为[4,7]和[6,8]，到kotori的距离分别是8和7步。

DFS解决如下：

 #include<iostream>
 #include<string.h>
 using namespace std;
 char map[][];
 int use[][];
 int dir[][] = {{,},{,},{,-},{-,}}; //上下左右四个方向
 int minn = ;

 int pan(int x,int y)
 {
     if( <= x && x <=  &&  <= y && y <=  && (map[x][y] == '.' || map[x][y]=='k')) return ;
     else return ;
 }

 void dfs(int x,int y,int step)
 {
     // 递归程序，必须要设置整个程序的出口，在dfs中，即当走到迷宫出口处即可结束程序
     if(map[x][y] == 'e')
     {
         cout<<"success"<<endl;
         if(step < minn) minn = step;
         return;
     }
     for(int i = ; i < ; i++)
     {
         if(pan(x,y) && use[x][y] != )
         {
             use[x][y] = ;
             cout<<"dd";
             cout<<"  "<<map[x+dir[i][]][y+dir[i][]]<<endl;
             dfs(x+dir[i][],y+dir[i][],step+);
             use[x][y] = ;
         }
     }

 }
 int main()
 {
     int n;
     int m;
     cin >> n >> m;
     // 4,5行已经定义了map和use数据，所以在此处不必int map[n][m],直接map[n][m]即可，否则报错
     map[n][m];
     use[n][m];
     memset(use,,sizeof(use));
     int x_start = ;
     int y_start = ;
     int step = ;
     for(int i = ; i < n; i++)
     {
         for(int j = ; j < m; j++)
         {
             cin >> map[i][j];
             if(map[i][j] == 'k')
             {
                 x_start = i;
                 y_start = j;
             }
         }
     }
     cout<<x_start<<" "<<y_start<<endl;
     dfs(x_start, y_start, step);
     cout<<"最小步数"<<minn<<endl;
 } 

BFS解决如下：

（1）自己写的有缺陷的代码：

 #include<iostream>
 #include<queue>
 #include<string.h>
 using namespace std;
 char map[][];
 int vis[][];
 int use[][];
 int m,n;
 int x_start,y_start;
 queue<int> que;
 int dir[][] = {{,},{,-},{,},{-,}};
 int cnt = ;
 int mi = ;

 int pan(int x,int y)
 {
     if( <= x && x <= n- &&  <= y && y <= m - &&map[x][y] != '*') return ;
     else return ;
 }

 void bfs(int x,int y)
 {
     int x1 = x;
     int y1 = y;
     while(!que.empty())
     {
         vis[x1][y1] = ;
         x1 = que.front();
         que.pop();
         y1 = que.front();
         que.pop();
         cout<<"x1:"<<x1<<" "<<"y1:"<<y1<<endl;
         if(map[x1][y1] == 'e')
         {
             if(use[x1][y1] == )
             {
                 cnt++;
                 use[x1][y1]=;
             }
             continue;
         }

         for(int i = ; i < ; i++)
         {
             int xx = x1 + dir[i][];
             int yy = y1 + dir[i][];
             if(pan(xx,yy) && vis[xx][yy] == )
             {
                 cout<<"dd"<<endl;
                 cout<<xx<<" "<<yy<<endl;
                 que.push(xx);
                 que.push(yy);
                 vis[xx][yy] = ;
             }
         }
     }
 }

 int main()
 {
     memset(vis,,sizeof(vis));
     memset(use,,sizeof(use));
     cin >> n >> m;
     for(int i = ; i < n; i++)
     {
         for(int j = ; j < m; j++)
         {
             cin >> map[i][j];
             if(map[i][j] == 'k')
             {
                 x_start = i;
                 y_start = j;
             }
         }
     }
     que.push(x_start);
     que.push(y_start);
     bfs(x_start,y_start);
     cout<<cnt<<endl;

 } 

对于每个点每个状态我采用的是直接利用队列记录他们的坐标值，而不是如AC代码一样利用结构体记录每个点的每个状态。所以导致我整个程序还是存在很大的缺陷，例如求最短路径的时候就比较困难。

所以对于BFS的题目，强烈建议把每个点每个状态先用结构体表示，然后利用队列记录这些结构体即可。

（2）AC代码

 #include<bits/stdc++.h>
 using namespace std;
 char a[][];
 bool usd[][];
 int Move[][]={{,},{,},{-,},{,-}};
 struct now
 {
     int x,y,dis;
 };
 queue<now>q;
 int main()
 {
     int n,m,cnt=;
     scanf("%d%d",&n,&m);
     now s;
     for(int i=;i<=n;++i)
         for(int j=;j<=m;++j)
         {
             cin>>a[i][j];
             if(a[i][j]=='k')
             {
                 s.x=i;
                 s.y=j;
                 s.dis=;
             }
         }
     q.push(s);
     int ans=;
     while(!q.empty())
     {
         now Now=q.front();
         q.pop();
         if(a[Now.x][Now.y]=='e')
         {
             if(!usd[Now.x][Now.y])
             {
                 ++cnt;
                 ans=min(ans,Now.dis);
             }
             usd[Now.x][Now.y]=true;
             continue; //到达出口"e"处就必须跳过一下步骤，不能在对出口点“e”进行下面的扩展步骤(上下左右)
         }
         usd[Now.x][Now.y]=true;
         for(int i=;i<;++i)
         {
             int xx=Now.x+Move[i][],yy=Now.y+Move[i][],d=Now.dis;
             if(xx<=n&&xx>=&&yy>=&&yy<=m&&!usd[xx][yy]&&a[xx][yy]!='*')
             {
                 now t;
                 t.x=xx;
                 t.y=yy;
                 t.dis=d+;
                 q.push(t);
             }
         }
     }
     if(!cnt)
         return !printf("-1\n");
     printf("%d %d\n",cnt,ans);
     return ;
 }

 带路径输出的BFS(路径的输出主要依靠递归程序，记录每个点的结构体还需要记录每个点的前驱节点的坐标)

 #include<bits/stdc++.h>
 using namespace std;
 char a[][];
 bool usd[][];
 int Move[][]={{,},{,},{-,},{,-}};
 struct now
 {
     int x,y,dis,pre_x,pre_y;
 };
 queue<now>q;
 now buf[];
 int count1 = ;

 void print(int x,int y)
 {
     int temp;
     for(int i = ; i < count1; i++)
     {
         if(buf[i].x == x && buf[i].y == y) temp = i;
     }
     if(x == - && y == -) return;
     else
     {
         print(buf[temp].pre_x,buf[temp].pre_y);
         cout<<"("<<x<<","<<y<<")"<<endl;
     }
 }

 int main()
 {
     int n,m,cnt=;
     scanf("%d%d",&n,&m);
     now s;
     for(int i=;i<=n;++i)
         for(int j=;j<=m;++j)
         {
             cin>>a[i][j];
             if(a[i][j]=='k')
             {
                 s.x=i;
                 s.y=j;
                 s.pre_x = -;
                 s.pre_y = -;
                 s.dis=;
             }
         }
     q.push(s);
     int ans=;
     while(!q.empty())
     {
         now Now=q.front();
         buf[count1++] = Now;
         q.pop();
         if(a[Now.x][Now.y]=='e')
         {
             if(!usd[Now.x][Now.y])
             {
                 ++cnt;
                 ans=min(ans,Now.dis);
                 usd[Now.x][Now.y]=true;
                 print(Now.x,Now.y);
             }
             continue;
         }
         usd[Now.x][Now.y]=true;
         for(int i=;i<;++i)
         {
             int xx=Now.x+Move[i][],yy=Now.y+Move[i][],d=Now.dis;
             if(xx<=n&&xx>=&&yy>=&&yy<=m&&!usd[xx][yy]&&a[xx][yy]!='*')
             {
                 now t;
                 t.x=xx;
                 t.y=yy;
                 t.pre_x = Now.x;
                 t.pre_y = Now.y;
                 t.dis=d+;
                 q.push(t);
             }
         }
     }
     if(!cnt)
         return !printf("-1\n");
     printf("%d %d\n",cnt,ans);
 //    for(int i = 0; i < count1; i++)
 //    {
 //        cout<<buf[i].x<<" "<<buf[i].y<<" "<<buf[i].pre_x<<" "<<buf[i].pre_y<<endl;
 //    }
     return ;
 }

利用dfs解决最大连通块问题！

题目描述

农场主约翰的农场在最近的一场风暴中被洪水淹没，这一事实只因他的奶牛极度害怕水的消息而恶化。

然而，他的保险公司只会根据他农场最大的“湖”的大小来偿还他一笔钱。

农场表示为一个矩形网格，有N（1≤N≤100）行和M（1≤M≤100）列。网格中的每个格子要么是干的，

要么是被淹没的，而恰好有K（1≤K≤N×M）个格子是被淹没的。正如人们所期望的，一个“湖”有一个

中心格子，其他格子通过共享一条边（只有四个方向，对角线不算的意思）与之相连。任何与中央格子共享一条边或与中央格

子相连的格子共享一条边的格子都将成为湖的一部分。

输入描述:

第一行有三个整数N,M,K，分别表示这个矩形网格有N行，M列，K个被淹没的格子。

接下来K行，每一行有两个整数R,C。表示被淹没的格子在第R行，第C列。

输出描述:

输出最大的“湖”所包含的格子数目

输入

3 4 5
3 2
2 2
3 1
2 3
1 1

输出

4

 #include<iostream>
 using namespace std;
 int map[][];
 int vis[][] = {};
 int used[][] = {};
 int dir[][] = {{,},{-,},{,},{,-}};
 int n,m,k;
 int cnt = ;
 int maxx = -;
 int pan(int x,int y)
 {
     if(map[x][y] ==  &&  <= x && x <= n- && y <= m- && y >=  && vis[x][y] ==  && used[x][y]==)
     {
         return ;
     }
     else return ;
 }

 void dfs(int x,int y,int c) //连通块问题就不像迷宫问题有递归出口！！！！
 {
     vis[x][y] = ;
 //    cout<<x<<" "<<y<<" dd"<<endl;
     for(int i = ; i < ; i++)
     {
         int xx = x + dir[i][];
         int yy = y + dir[i][];
         if(pan(xx,yy))
         {
 //            cout<<xx<<" "<<yy<<endl;
             vis[xx][yy] = ;
             used[xx][yy] = ;      // used数组是防止多次记录连通块！
             cnt++;
             c = cnt;   // 这一块必须注意，不能直接传入cnt，因为递归函数是放在栈中，倘若传入cnt，递归函数出栈时，cnt的值也会变化，所以用c代替cnt.
             dfs(xx,yy,c);
             vis[xx][yy] = ;
         }
     }
 }

 int main()
 {
     cin >> n >> m >> k;
     map[n][m];
     for(int i = ; i < n; i++)
     {
         for(int j = ; j < m; j++) map[i][j] = ;
     }
     for(int i = ; i < k; i++)
     {
         int x,y;
         cin >> x >> y;
         map[x-][y-] = ;
     }
 //    for(int i = 0; i < n; i++)     打印整个地图
 //    {
 //        for(int j = 0; j < m; j++)
 //        {
 //            cout<<map[i][j];
 //        }
 //        cout<<endl;
 //    }
     for(int i = ; i < n; i++)
     {
         for(int j = ; j < m; j++)
         {
             cnt = ;
             if(map[i][j] == )
             {
                 dfs(i,j,cnt);
                 if(cnt > maxx) maxx = cnt;
             }
         }
     }
     cout<<maxx<<endl;

 }

本题总结：

1.利用dfs解决连通块问题与利用dfs解决迷宫问题存在一定的区别：

（1）迷宫问题有固定的入口或者出口，而连通块问题就没有所谓的出口或者入口，它需要遍历map[][]数组中的每个元素！