C语言使用广度优先搜索算法解决迷宫问题(队列)

2025-05-27 0 18

本文实例讲述了C语言使用广度优先搜索算法解决迷宫问题。分享给大家供大家参考,具体如下:

变量 head 和 tail 是队头和队尾指针, head 总是指向队头, tail 总是指向队尾的下一个元素。每个点的 predecessor 成员也是一个指针,指向它的前趋在 queue 数组中的位置。如下图所示:

C语言使用广度优先搜索算法解决迷宫问题(队列)

广度优先是一种步步为营的策略,每次都从各个方向探索一步,将前线推进一步,图中的虚线就表示这个前线,队列中的元素总是由前线的点组成的,可见正是队列先进先出的性质使这个算法具有了广度优先的特点。广度优先搜索还有一个特点是可以找到从起点到终点的最短路径,而深度优先搜索找到的不一定是最短路径。

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#include <stdio.h>

#define MAX_ROW 5

#define MAX_COL 5

struct point { int row, col, predecessor; } queue[512];

int head = 0, tail = 0;

void enqueue(struct point p)

{

queue[tail++] = p;

}

struct point dequeue(void)

{

return queue[head++];

}

int is_empty(void)

{

return head == tail;

}

int maze[MAX_ROW][MAX_COL] = {

0, 1, 0, 0, 0,

0, 1, 0, 1, 0,

0, 0, 0, 0, 0,

0, 1, 1, 1, 0,

0, 0, 0, 1, 0,

};

void print_maze(void)

{

int i, j;

for (i = 0; i < MAX_ROW; i++) {

for (j = 0; j < MAX_COL; j++)

printf("%d ", maze[i][j]);

putchar('\\n');

}

printf("*********\\n");

}

void visit(int row, int col)

{

struct point visit_point = { row, col, head-1 };

maze[row][col] = 2;

enqueue(visit_point);

}

int main(void)

{

struct point p = { 0, 0, -1 };

maze[p.row][p.col] = 2;

enqueue(p);

while (!is_empty()) {

p = dequeue();

if (p.row == MAX_ROW - 1 /* goal */

&& p.col == MAX_COL - 1)

break;

if (p.col+1 < MAX_COL /* right */

&& maze[p.row][p.col+1] == 0)

visit(p.row, p.col+1);

if (p.row+1 < MAX_ROW /* down */

&& maze[p.row+1][p.col] == 0)

visit(p.row+1, p.col);

if (p.col-1 >= 0 /* left */

&& maze[p.row][p.col-1] == 0)

visit(p.row, p.col-1);

if (p.row-1 >= 0 /* up */

&& maze[p.row-1][p.col] == 0)

visit(p.row-1, p.col);

print_maze();

}

if (p.row == MAX_ROW - 1 && p.col == MAX_COL - 1)

{

printf("(%d, %d)\\n", p.row, p.col);

while (p.predecessor != -1) {

p = queue[p.predecessor];

printf("(%d, %d)\\n", p.row, p.col);

}

} else

printf("No path!\\n");

return 0;

}

运行结果如下:

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[root@localhost arithmetic]# ./maze2.out

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希望本文所述对大家C语言程序设计有所帮助。

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