Python使用回溯法子集树模板解决迷宫问题示例

yipeiwu_com7年前Python基础

本文实例讲述了Python使用回溯法解决迷宫问题。分享给大家供大家参考,具体如下:

问题

给定一个迷宫,入口已知。问是否有路径从入口到出口,若有则输出一条这样的路径。注意移动可以从上、下、左、右、上左、上右、下左、下右八个方向进行。迷宫输入0表示可走,输入1表示墙。为方便起见,用1将迷宫围起来避免边界问题。

分析

考虑到左、右是相对的,因此修改为:北、东北、东、东南、南、西南、西、西北八个方向。在任意一格内,有8个方向可以选择,亦即8种状态可选。因此从入口格子开始,每进入一格都要遍历这8种状态。

显然,可以套用回溯法的子集树模板。

注意,解的长度是不固定的。

代码

# 迷宫(1是墙,0是通路)
maze = [[1,1,1,1,1,1,1,1,1,1],
    [0,0,1,0,1,1,1,1,0,1],
    [1,1,0,1,0,1,1,0,1,1],
    [1,0,1,1,1,0,0,1,1,1],
    [1,1,1,0,0,1,1,0,1,1],
    [1,1,0,1,1,1,1,1,0,1],
    [1,0,1,0,0,1,1,1,1,0],
    [1,1,1,1,1,0,1,1,1,1]]
m, n = 8, 10  # 8行,10列
entry = (1,0) # 迷宫入口
path = [entry] # 一个解(路径)
paths = []   # 一组解
# 移动的方向(顺时针8个:N, EN, E, ES, S, WS, W, WN)
directions = [(-1,0),(-1,1),(0,1),(1,1),(1,0),(1,-1),(0,-1),(-1,-1)]
# 冲突检测
def conflict(nx, ny):
  global m,n,maze
  # 是否在迷宫中,以及是否可通行
  if 0 <= nx < m and 0 <= ny < n and maze[nx][ny]==0:
    return False
  return True
# 套用子集树模板
def walk(x, y): # 到达(x,y)格子
  global entry,m,n,maze,path,paths,directions
  if (x,y) != entry and (x % (m-1) ==0 or y % (n-1) == 0): # 出口
    #print(path)
    paths.append(path[:]) # 直接保存,未做最优化
  else:
    for d in directions: # 遍历8个方向(亦即8个状态)
      nx, ny = x+d[0], y+d[1]
      path.append((nx,ny))   # 保存,新坐标入栈
      if not conflict(nx, ny): # 剪枝
        maze[nx][ny] = 2     # 标记,已访问(奇怪,此两句只能放在if区块内!)
        walk(nx, ny)
        maze[nx][ny] = 0     # 回溯,恢复
      path.pop()        # 回溯,出栈
# 解的可视化(根据一个解x,复原迷宫路径,'2'表示通路)
def show(path):
  global maze
  import pprint, copy
  maze2 = copy.deepcopy(maze)
  for p in path:
    maze2[p[0]][p[1]] = 2 # 通路
  pprint.pprint(maze) # 原迷宫
  print()
  pprint.pprint(maze2) # 带通路的迷宫
# 测试
walk(1,0)
print(paths[-1], '\n') # 看看最后一条路径
show(paths[-1])

效果图

更多关于Python相关内容感兴趣的读者可查看本站专题:《Python数据结构与算法教程》、《Python函数使用技巧总结》、《Python字符串操作技巧汇总》及《Python入门与进阶经典教程》

希望本文所述对大家Python程序设计有所帮助。

相关文章

Python、Javascript中的闭包比较

同为脚本语言,python和Javascript具有相似的变量作用域,不像php,函数的内部的所有变量和外部都是隔绝的,也就是说,函数要想处理其外部的数据,必须使用参数把需要处理的数据传...

Python实现使用dir获取类的方法列表

使用Python的内置方法dir,可以范围一个模块中定义的名字的列表。 官方解释是: Docstring: dir([object]) -> list of strings...

python+pyqt5实现24点小游戏

python+pyqt5实现24点小游戏

本文实例为大家分享了python实现24点游戏的具体代码,供大家参考,具体内容如下 描述:一副牌中A、J、Q、K可以当成是1、11、12、13。任意抽取4张牌,用加、减、乘、除(可加括号...

python+splinter自动刷新抢票功能

抢票脚本,python +splinter自动刷新抢票,可以成功抢到(依赖自己的网络环境太厉害,还有机器的好坏),但是感觉不是很完美。 有大神请指导完善一下(或者有没有别的好点的思路),...

python使用tensorflow保存、加载和使用模型的方法

使用Tensorflow进行深度学习训练的时候,需要对训练好的网络模型和各种参数进行保存,以便在此基础上继续训练或者使用。介绍这方面的博客有很多,我发现写的最好的是这一篇官方英文介绍:...