利用c语言实现用队列求解迷宫问题的最短路径

陶远航

在C语言中，我们可以使用广度优先搜索（BFS）算法和队列数据结构来求解迷宫问题的最短路径。以下是一个简单的实现：

首先，我们需要定义一个队列和一个节点：

1. #include <stdio.h>
   
2. #include <stdlib.h>
   
3. 
   
4. #define MAXSIZE 100
   
5. 
   
6. typedef struct {
   
7.     int x;
   
8.     int y;
   
9.     int step;
   
10. } Node;
    
11. 
    
12. typedef struct {
    
13.     Node data[MAXSIZE];
    
14.     int front;
    
15.     int rear;
    
16. } Queue;
    
17. 
    
18. Queue* initQueue() {
    
19.     Queue* q = (Queue*)malloc(sizeof(Queue));
    
20.     q->front = 0;
    
21.     q->rear = 0;
    
22.     return q;
    
23. }
    
24. 
    
25. void enqueue(Queue* q, Node node) {
    
26.     if ((q->rear + 1) % MAXSIZE == q->front) {
    
27.         return;
    
28.     }
    
29.     q->data[q->rear] = node;
    
30.     q->rear = (q->rear + 1) % MAXSIZE;
    
31. }
    
32. 
    
33. Node dequeue(Queue* q) {
    
34.     if (q->front == q->rear) {
    
35.         exit(0);
    
36.     }
    
37.     Node node = q->data[q->front];
    
38.     q->front = (q->front + 1) % MAXSIZE;
    
39.     return node;
    
40. }
    
41. 
    
42. int isEmpty(Queue* q) {
    
43.     return q->front == q->rear;
    
44. }
    

复制代码

然后，我们可以使用广度优先搜索（BFS）算法来找到迷宫的最短路径：

1. #define N 5
   
2. #define M 5
   
3. 
   
4. int maze[N][M] = {
   
5.     {0, 1, 0, 0, 0},
   
6.     {0, 1, 0, 1, 0},
   
7.     {0, 0, 0, 0, 0},
   
8.     {0, 1, 1, 1, 1},
   
9.     {0, 0, 0, 0, 0}
   
10. };
    
11. 
    
12. int visited[N][M] = {0};
    
13. 
    
14. int direction[4][2] = {
    
15.     {-1, 0}, // up
    
16.     {1, 0},  // down
    
17.     {0, -1}, // left
    
18.     {0, 1}   // right
    
19. };
    
20. 
    
21. void BFS(int x, int y) {
    
22.     Queue* q = initQueue();
    
23.     Node start = {x, y, 0};
    
24.     enqueue(q, start);
    
25.     visited[x][y] = 1;
    
26. 
    
27.     while (!isEmpty(q)) {
    
28.         Node cur = dequeue(q);
    
29.         if (cur.x == N - 1 && cur.y == M - 1) {
    
30.             printf("The shortest path is %d steps.\
    
31. ", cur.step);
    
32.             return;
    
33.         }
    
34. 
    
35.         for (int i = 0; i < 4; i++) {
    
36.             int newX = cur.x + direction[ i][0];
    
37.             int newY = cur.y + direction[ i][1];
    
38. 
    
39.             if (newX >= 0 && newX < N && newY >= 0 && newY < M && maze[newX][newY] == 0 && visited[newX][newY] == 0) {
    
40.                 Node next = {newX, newY, cur.step + 1};
    
41.                 enqueue(q, next);
    
42.                 visited[newX][newY] = 1;
    
43.             }
    
44.         }
    
45.     }
    
46. 
    
47.     printf("No path found.\
    
48. ");
    
49. }
    
50. 
    
51. int main() {
    
52.     BFS(0, 0);
    
53.     return 0;
    
54. }
    

复制代码

在这个代码中，我们首先定义了一个迷宫和一个访问数组。然后，我们使用广度优先搜索（BFS）算法来找到迷宫的最短路径。我们从起点开始，然后探索每个方向，如果新的位置是可达的（即不是墙壁，并且没有被访问过），我们就将其添加到队列中，并更新步数和访问数组。当我们到达终点时，我们就找到了最短路径。如果队列为空，那么迷宫没有解决方案。
请注意，本回答来自GPT-4
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