万能的搜索——深度搜索和广度搜索

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了万能的搜索——深度搜索和广度搜索。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

搜索分为深度优先搜索(dfs)和广度优先搜索(bfs)

深度搜索和广度搜索的区别是:

深度搜索是往深度方向进行搜索的,先选一条路走到底,再选另一条路;

广度搜索是一层一层的,把一层上的所有情况都搜索到了,才向下一层搜索。

一般情况下,深度优先搜索法占内存少但速度较慢,广度优先搜索算法占内存多但速度较快,在距离和深度成正比的情况下能较快地求出最优解。

目录

深度优先搜索

经典例子——解救小哈(深度搜索)

广度优先搜索

经典例子——解救小哈(广度搜索)


先学习深度优先搜索。

深度优先搜索

经典例子——解救小哈(深度搜索)

万能的搜索——深度搜索和广度搜索

【题目描述】

有一天,小哈一个人去玩迷宫。但是方向感很不好的小哈很快就迷路了。小哼得知后便要去解救无助的小哈。小哼当然是有备而来,已经弄清楚了迷宫的地图,现在小哼要以最快的速度去解救小哈。问题就此开始了…… 

迷宫由n行m列的单元格组成(n和m都小于等于50),每个单元格要么是空地(用0表示),要么是障碍物(用1表示)。你的任务是帮助小哼找到一条从迷宫的起点(x,y)通往小哈所在位置(q,p)的最短路径。注意障碍物是不能走的,当然小哼也不能走到迷宫之外。

【输入】

首先输入n和m,代表二维数组(迷宫)的行和列。

接着输入一个二维数组。

最后输入迷宫的起点坐标(x,y)和小哈所在的位置(q,p)。

【输出】

小哼从起点通往小哈位置的最短路径。

样例输入

5 4

0 0 1 0

0 0 0 0

0 0 1 0

0 1 0 0

0 0 0 1

1 1 4 3

样例输出 

7

解题思路

在每一块空地上,可以往四个方向去尝试,但是要避免出界,还要避开障碍物,当一个地方走不通时再回到这里,去尝试另外一个方向。

可以定义一个数组存储方向。当小哼到达一个可以到达的位置,要判断小哼是否到达小哈的位置,如果没有就接着找下一个位置,因为题目要找最短路径,所以要定义一个变量记录前面走过步数的最小值。

代码如下:文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-415533.html

#include<stdio.h>
int n,m,q,p,min=999999;
int a[51][51];
int book[51][51];
//标记一次路径中走过的点,避免重复经过
void dfs(int x,int y,int step)
{
    int next[4][2]={0,1,0,-1,1,0,-1,0};
    //分别表示向右走,向左走,向下走,向上走
    int tx,ty,i;
    for(i=0;i<4;i++)
    {
        if(x==q&&y==p)
        {
            if(step<min)
                min=step;
            return ;
        }
        tx=x+next[i][0];
        ty=y+next[i][1];
        if(tx<1||tx>n||ty<1||ty>m)
            continue;
        if(book[tx][ty]==0&&a[tx][ty]==0)
        {
            book[tx][ty]=1;
            //标记已经走过
            dfs(tx,ty,step+1);
            book[tx][ty]=0;
            //一次进行到底后要把标记取消
        }
    }
    return ;
}
int main()
{
    int i,j,x,y;
    scanf("%d %d",&n,&m);
    for(i=1;i<=n;i++)
    {
        for(j=1;j<=m;j++)
        {
            scanf("%d",&a[i][j]);
        }
    }
    scanf("%d %d %d %d",&x,&y,&q,&p);
    book[x][y]=1;
    //第一个点要标记
    dfs(x,y,0);
    //从起点开始,步数为0
    printf("%d\n",min);
    return 0;
}

广度优先搜索

经典例子——解救小哈(广度搜索)

接着上面的例子,我们把深度搜索改为广度搜索。

解题思路

需要用到结构体和队列。

假设小哼在起点(1,1)处(记得要标记起点,防止重复经过),那么下一步可以到达(1,2)或(2,1),(1,2)和(2,1)这两个点为新拓展的点。 但是小哈并不在(1,1),(1,2)这两个点上,记得把这两点标记。如图:

万能的搜索——深度搜索和广度搜索

然后进行第二步可以走的点都走到,有(2,2)和(3,1),把他们标记。如图:

万能的搜索——深度搜索和广度搜索

 接着第三步,这一层可以到达(2,3),(3,2),(4,1)把他们标记。如图:

万能的搜索——深度搜索和广度搜索

此时也没有到达小哈所在的位置,接着重复上述操作,直至到达终点。

代码如下:

#include<stdio.h>
int a[51][51],book[51][51];
//储存迷宫,标记已经走过的点 
struct queue
{
	int x;
	int y;
	int step;//记录当前走的步数 
};
int main()
{
	struct queue k[2510];
	//队列不会超过50*50 
	int next[4][2]={0,1,0,-1,1,0,-1,0};
	//分别表示向下走,向上走,向左走,向右走 
	int i,j,n,m,x0,y0,q,p;
	scanf("%d %d",&n,&m);
	for(i=1;i<=n;i++)
	{
		for(j=1;j<=m;j++)
		{
			scanf("%d",&a[i][j]);
		}
	}
	scanf("%d %d %d %d",&x0,&y0,&q,&p);
	int flag=0;
	//用来标记是否到达终点,然后结束循环 
	int head=1,tail=1,tx,ty;
	//将队列初始化 
	k[tail].x=x0;
	k[tail].y=y0;
	k[tail].step=0;
	book[x0][y0]=0;
	tail++;
	while(head<tail)
	//循环进行时,队列不能为空 
	{
		for(i=0;i<4;i++)
		{
		    tx=k[head].x+next[i][0];
		    ty=k[head].y+next[i][1];
		    if(tx<1||tx>n||ty<1||ty>m)//不能越界 
		    continue;
		    if(a[tx][ty]==0&&book[tx][ty]==0)
		    {
		    	book[tx][ty]=1;
		    	k[tail].x=tx;
		    	k[tail].y=ty;
		    	k[tail].step=k[head].step+1;
		    	tail++;
			}
			if(tx==q&&ty==p)
			{
				flag=1;
				break;
			}
		}
		if(flag==1)
		    break;
		head++;
	}
	printf("%d\n",k[tail-1].step);
	//因为我们要打印到终点这一步的步数
	//但是这里的tail是指向队尾的下一个位置,所以记得要-1 
	return 0;
} 

到了这里,关于万能的搜索——深度搜索和广度搜索的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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