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[数据结构与算法]蓝桥冲刺专题——BFS


这里我会把解题的重要思考部分部分写出来,大家可以先浏览代码,看不懂的地方再重点看分析过程。

大胖子走迷宫

链接: 大胖子走迷宫.
在这里插入图片描述
这种走迷宫类题目就是典型的套用BFS模板的例题

首先,与DFS类似,BFS的作用就是枚举所有情况,直到找到我们所需要的解。而BFS是依托队列进行的,将优先级相同的元素放入到队列中进行同一优先级的循环,再加入下一优先级直到找到我们所要的情况。

接下来,我们具体到题目中来解决问题。

解决题目的大体思路

拿到这类迷宫类的题目,我们大致就可以定下使用BFS的模板来解决题目了

BFS限制条件

既然使用BFS,我们肯定不能重复搜索同一种情况,否则会陷入死循环。注意,我们所说的同一种情况不是说同一位置,而是到达这一位置的附加状态。这一条件在下题会有所体现。

这题小明想要从起点走到终点,每一步就要满足几个条件:

  • 当前的坐标,加上小明现在的重量(宽度),是否会越界?
  • 小明下一步的站位周围是否会有‘#’障碍物?

针对这两个坐标合法化判断的代码实现部分如下:
其中xx,yy分别表示接下来要判断是否可以走的横纵坐标
check函数是检查是否有障碍物会挡住去路

    if(xx-len>=0&&xx+len<n&&yy-len>=0&&yy+len<n&&!visit[xx][yy]&&check(xx,yy)) {
        			
        		}

public static boolean check(int x,int y) {
			for(int i=x-len;i<=x+len;i++) {
				for(int j=y-len;j<=y+len;j++) {
					if(map[i][j] == '*')
						return false;
				}
			}
		
		return true;
	}

终止条件

只要当前位置坐标到达了终点,就可以输出结果,结束程序了:

        if(cur[0] == n-3&&cur[1] == n-3) {
        		System.out.println(time);
        		return;
        	}

路径的选择

路径的选择主要通过对当前位置的上下左右四个方位的判断,如果可以走,我们就入队。

但是,这题我们尤其要注意小明的宽度是会变化的。也就是说,可能过一段时间,小明宽度减小后当前位置会出现新的路径。考虑到这点,在小明的体积没有达到最小前,我们都要将当前位置入队。

for(int c=0;c<size;c++) {
        		int[] cur = queue.poll();
        	    if(cur[0] == n-3&&cur[1] == n-3) {
        		System.out.println(time);
        		return;
        	}
        		for(int i =0;i<4;i++) {
        		int xx = cur[0] + dx[i];
        		int yy = cur[1] + dy[i];
        		if(xx-len>=0&&xx+len<n&&yy-len>=0&&yy+len<n&&!visit[xx][yy]&&check(xx,yy)) {
        			queue.offer(new int[] {xx,yy});
        			visit[xx][yy] = true;
        		}
        	}
        	if(len!=0)
        	queue.offer(new int[] {cur[0],cur[1]});
        	}

时间的增加

由于我们用size记录了同一优先级(时间)经过的路径,在每轮size结束后增加时间,更改小明体重即可

            time++;
        	
        	if(time==k)  len=1;
        	if(time == 2*k) len=0;

整体代码

import java.util.*;

public class 大胖子走迷宫 {
    public static char[][] map;
    public static int[] dx = {-1,0,1,0};
    public static int[] dy = {0,-1,0,1};
    public static int n,k,len=2;
    public static boolean[][] visit;
	public static void main(String[] args) {
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		n = sc.nextInt();
		k = sc.nextInt();
		visit = new boolean[n][n];
		map = new char[n][n];
		for(int i=0;i<n;i++) {
			map[i] = sc.next().toCharArray();
		}
		Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();
		queue.offer(new int[] {2,2});
		visit[2][2] = true;
		int time = 0;
        while(!queue.isEmpty()) {
        	int size = queue.size();
        	
        	for(int c=0;c<size;c++) {
        		int[] cur = queue.poll();
        	    if(cur[0] == n-3&&cur[1] == n-3) {
        		System.out.println(time);
        		return;
        	}
        		for(int i =0;i<4;i++) {
        		int xx = cur[0] + dx[i];
        		int yy = cur[1] + dy[i];
        		if(xx-len>=0&&xx+len<n&&yy-len>=0&&yy+len<n&&!visit[xx][yy]&&check(xx,yy)) {
        			queue.offer(new int[] {xx,yy});
        			visit[xx][yy] = true;
        		}
        	}
        	if(len!=0)
        	queue.offer(new int[] {cur[0],cur[1]});
        	}
        	time++;
        	
        	if(time==k)  len=1;
        	if(time == 2*k) len=0;
        }
        
	}
	
	public static boolean check(int x,int y) {
			for(int i=x-len;i<=x+len;i++) {
				for(int j=y-len;j<=y+len;j++) {
					if(map[i][j] == '*')
						return false;
				}
			}
		
		return true;
	}

}

迷宫与陷阱

链接: 迷宫与陷阱.
在这里插入图片描述
这里的限制条件明显增多了,我们按上题的大体思路就跑了40分
在这里插入图片描述
着实不太好改,还是国赛题目,我们就先放上超时代码了

整体代码

import java.util.*;
public class Main {
	
	public static int N,K;
	public static boolean[][] visit;
	public static char[][] map;
	public static int[] dx = {0,1,-1,0},dy = {1,0,0,-1};
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        N = sc.nextInt();
        K = sc.nextInt();
        map = new char[N][N];
        for(int i =0;i<N;i++) {
        	map[i] = sc.next().toCharArray();
        }
        int time = 0;
        Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();
        int w = map[0][0]=='%'?K:0;
        queue.offer(new int[] {0,0,w});
        while(!queue.isEmpty()) {
        	int size = queue.size();
        	for(int c = 0;c<size;c++) {
        		int[] cur = queue.poll();
        		if(cur[0]==N-1&&cur[1]==N-1) {
        			System.out.println(time);
        			return;
        		}
        		for(int i =0;i<4;i++) {
        			int xx = cur[0] +dx[i];
        			int yy = cur[1] +dy[i];
        			if(xx>=0&&xx<N&&yy>=0&&yy<N&&check(xx,yy,cur[2])) {
        				w=cur[2]>0?cur[2]-1:0;
        				if(map[xx][yy]=='%')
        					w+=K;
        				queue.offer(new int[] {xx,yy,w});
        			}
        		}
        	}
        	time++;
        }
        
        
	}
	
	public static boolean check(int x,int y,int w) {
		if(map[x][y]=='#'||map[x][y] == 'X'&&w<=0)
			return false;
		return true;
	}

}
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加:2022-04-06 23:27:37  更:2022-04-06 23:30:50 
 
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