java写的回溯法求迷宫问题

问题描述：

[实验目的]

综合运用数组、递归等数据结构知识，掌握、提高分析、设计、实现及测试程序的综合能力。

[实验内容及要求]

以一个M×N的长方阵表示迷宫，0和1分别表示迷宫中的通路和障碍。设计一个程序，对任意设定的迷宫，求出一条从入口到出口的通路，或得出没有通路的结论。

（1）    根据二维数组，输出迷宫的图形。

（2）    探索迷宫的四个方向：RIGHT为向右，DOWN向下，LEFT向左，UP向上，输出从入口到出口的行走路径。

[测试数据]

左上角（1，1）为入口，右下角（8，9）为出口。

0	0	1	0	0	0	1	0
0	0	1	0	0	0	1	0
0	0	1	0	1	1	0	1
0	1	1	1	0	0	1	0
0	0	0	1	0	0	0	0
0	1	0	0	0	1	0	1
0	1	1	1	1	0	0	1
1	1	0	0	0	1	0	1
1	1	0	0	0	0	0	0

[实现提示]

可使用回溯方法，即从入口出发，顺着某一个方向进行探索，若能走通，则继续往前进；否则沿着原路退回，换一个方向继续探索，直至出口位置，求得一条通路。假如所有可能的通路都探索到而未能到达出口，则所设定的迷宫没有通路。

import java.util.*;

class Position{
	public Position(){

	}

	public Position(int row, int col){
		this.col = col;
		this.row = row;
	}

	public String toString(){
		return "(" + row + " ," + col + ")";
	}

	int row;
	int col;
}

class Maze{
	public Maze(){
		maze = new int[15][15];
		stack = new Stack<Position>();
		p = new boolean[15][15];
	}

	/*
	 * 构造迷宫
	 */
	public void init(){
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		System.out.println("请输入迷宫的行数");
		row = scanner.nextInt();
		System.out.println("请输入迷宫的列数");
		col = scanner.nextInt();
		System.out.println("请输入" + row + "行" + col + "列的迷宫");
		int temp = 0;
		for(int i = 0; i < row; ++i) {
			for(int j = 0; j < col; ++j) {
				temp = scanner.nextInt();
				maze[i][j] = temp;
				p[i][j] = false;
			}
		}
	}

	/*
	 * 回溯迷宫，查看是否有出路
	 */
	public void findPath(){
		// 给原始迷宫的周围家一圈围墙
		int temp[][] = new int[row + 2][col + 2];
		for(int i = 0; i < row + 2; ++i) {
			for(int j = 0; j < col + 2; ++j) {
				temp[0][j] = 1;
				temp[row + 1][j] = 1;
				temp[i][0] = temp[i][col + 1] = 1;
			}
		}
		// 将原始迷宫复制到新的迷宫中
		for(int i = 0; i < row; ++i) {
			for(int j = 0; j < col; ++j) {
				temp[i + 1][j + 1] = maze[i][j];
			}
		}
		// 从左上角开始按照顺时针开始查询

		int i = 1;
		int j = 1;
		p[i][j] = true;
		stack.push(new Position(i, j));
		while (!stack.empty() && (!(i == (row) && (j == col)))) {

			if ((temp[i][j + 1] == 0) && (p[i][j + 1] == false)) {
				p[i][j + 1] = true;
				stack.push(new Position(i, j + 1));
				j++;
			} else if ((temp[i + 1][j] == 0) && (p[i + 1][j] == false)) {
				p[i + 1][j] = true;
				stack.push(new Position(i + 1, j));
				i++;
			} else if ((temp[i][j - 1] == 0) && (p[i][j - 1] == false)) {
				p[i][j - 1] = true;
				stack.push(new Position(i, j - 1));
				j--;
			} else if ((temp[i - 1][j] == 0) && (p[i - 1][j] == false)) {
				p[i - 1][j] = true;
				stack.push(new Position(i - 1, j));
				i--;
			} else {
				stack.pop();
				if(stack.empty()){
					break;
				}
				i = stack.peek().row;
				j = stack.peek().col;
			}

		}

		Stack<Position> newPos = new Stack<Position>();
		if (stack.empty()) {
			System.out.println("没有路径");
		} else {
			System.out.println("有路径");
			System.out.println("路径如下：");
			while (!stack.empty()) {
				Position pos = new Position();
				pos = stack.pop();
				newPos.push(pos);
			}
		}
		
		/*
		 * 图形化输出路径
		 * */
		
		String resault[][]=new String[row+1][col+1];
		for(int k=0;k<row;++k){
			for(int t=0;t<col;++t){
				resault[k][t]=(maze[k][t])+"";
			}
		}
		while (!newPos.empty()) {
			Position p1=newPos.pop();
			resault[p1.row-1][p1.col-1]="#";
		
		}
		
		for(int k=0;k<row;++k){
			for(int t=0;t<col;++t){
				System.out.print(resault[k][t]+"\t");
			}
			System.out.println();
		}
	

	}

	int maze[][];
	private int row = 9;
	private int col = 8;
	Stack<Position> stack;
	boolean p[][] = null;
}

class hello{
	public static void main(String[] args){
		Maze demo = new Maze();
		demo.init();
		demo.findPath();
	}
}

　　

运行示例：

请输入迷宫的行数

3

请输入迷宫的列数

3

请输入3行3列的迷宫

0 1 1

0 0 1

1 0 0

有路径

路径如下：

# 1 1

# # 1

1 # #

-----------------------------------------------------------

请输入迷宫的行数

9

请输入迷宫的列数

8

请输入9行8列的迷宫

0 0 1 0 0 0 1 0

0 0 1 0 0 0 1 0

0 0 1 0 1 1 0 1

0 1 1 1 0 0 1 0

0 0 0 1 0 0 0 0

0 1 0 0 0 1 0 1

0 1 1 1 1 0 0 1

1 1 0 0 0 1 0 1

1 1 0 0 0 0 0 0

有路径

路径如下：

# # 1 0 0 0 1 0

0 # 1 0 0 0 1 0

# # 1 0 1 1 0 1

# 1 1 1 0 0 1 0

# # # 1 # # # 0

0 1 # # # 1 # 1

0 1 1 1 1 0 # 1

1 1 0 0 0 1 # 1

1 1 0 0 0 0 # #

本人诚知自己算法水平太次，希望得到大家指点。