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* 图的矩阵表示及其深度遍历和广度遍历
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* 深搜和广搜其实可以分别归结到回溯和分支界限法,
* 回溯和分支界限都有两种树,一种叫子集树,一种叫
* 排序树。在处理该类问题时,要注意剪枝:其中包括
* 约束函数和界限函数两种!
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* 为了模拟深度遍历和广度遍历,我假设了一个问题是
* 走迷宫,遇到0表示可通过,其中:
* 1.深度优先将把所有能成功走出的路径输出
* 2.广搜则输出所有路径最短的路径,而广搜的时候需要
* 用到队列,目前不想用STL,所以直接自己写队列了
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* author: huangkq1989
* blog: http://blog.csdn.net/kangquan2008
* 转载请标明源博客,谢谢 :)
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h> /*for memset and memcpy*/
#define X_SIZE 5
#define Y_SIZE 5
/////////////////////////////////////////深度////////////////////////////////////////////////////
int dir[][2] = {{1,0},{-1,0},{0,1},{0,-1}};
int matrix[X_SIZE][Y_SIZE] = {0,2,3,4,5,
0,1,0,0,0,
0,0,1,1,1,
1,0,0,0,0,
0,1,1,0,0};
int used[X_SIZE][Y_SIZE] = {0};
// 属于排序树
void dfs(int x,int y)
{
if(x == X_SIZE || y == Y_SIZE)
{
for(int i=0; i<X_SIZE; i++)
for(int j=0; j<Y_SIZE; j++)
printf("%d %s",matrix[i][j],(j==Y_SIZE-1)?"\n":"");
printf("--------------\n");
return ;
}
for(int k=0; k<4; k++)
{
if(matrix[x][y] == 0 && used[x][y] == 0
&& x >=0 && x < X_SIZE
&& y >=0 && y < Y_SIZE )
{
// 这一条件是为了避免当 matrix[X_SIZE-1][Y_SIZE-1] = 0 时输出两次!是否还有其他解决方法呢?知道的同学请回复
if(x+dir[k][0] == X_SIZE-1 && y+dir[k][1] == Y_SIZE)
;
else
{
used[x][y] = 1;
matrix[x][y] = 8;
dfs(x+dir[k][0],y+dir[k][1]);
matrix[x][y] = 0;
used[x][y] = 0;
}
}
}
}
/////////////////////////////////////////深度////////////////////////////////////////////////////
/////////////////////////////////////////广度////////////////////////////////////////////////////
#define QUEUE_LENGTH 10000
#define CHECK_RET(ret,info) \
if((ret) < 0) {printf("%s\n",info);continue;}
typedef struct Point
{
int x;
int y;
struct Point* pre; // 保存路径中的上一个节点
}Point;
typedef struct Queue
{
int head;
int tail;
Point path[QUEUE_LENGTH];
}Queue;
// 队列的函数被放到后面
void queue_initial(Queue *que);
int queue_empty(Queue * que);
int queue_full(Queue * que);
int queue_push(Queue * que,Point point);
int queue_top(Queue * que,Point *point);
int queue_pop(Queue * que,Point *point);
void queue_test(Queue * que);
// 递归地输出路径
void print_path(Point *point)
{
if(point->pre == NULL)
return;
else
{
print_path(point->pre);
printf("x:%d y:%d\n",point->x,point->y);
}
}
void bfs(int x,int y,Queue * que)
{
if(x >=0 && x < X_SIZE && y >=0 && y < Y_SIZE && used[x][y] == 0 && matrix[x][y] == 0)
{
Point point;
point.x = x;
point.y = y;
point.pre = NULL;
used[x][y] = 1;
queue_push(que,point);
}
int path_index = 0;
while(!queue_empty(que))
{
Point point2;
queue_pop(que,&point2);
if(point2.x == X_SIZE-1 || point2.y == Y_SIZE-1)
{
//printf("x:%d, y:%d\n",point2.x,point2.y);
print_path(&point2);
printf("====================\n");
continue;
}
for(int k=0; k<4; k++)
{
int new_x = point2.x+dir[k][0];
int new_y = point2.y+dir[k][1];
if( new_x >=0 && new_x < X_SIZE
&& new_y >=0 && new_y < Y_SIZE
&& matrix[new_x][new_y] == 0 && used[new_x][new_y] == 0 )
{
Point point3;
point3.x = new_x;
point3.y = new_y;
Point * save_point = (Point* )malloc(sizeof(Point));
memcpy(save_point,&point2,sizeof(Point));
point3.pre = save_point;
used[new_x][new_y] = 1; // 只有一次机会成为扩展机会
queue_push(que,point3);
}
}
}
}
/////////////////////////////////////////广度////////////////////////////////////////////////////
int main()
{
Queue queue;
queue_initial(&queue);
queue_test(&queue);
dfs(0,0);
bfs(0,0,&queue);
return 0;
}
/////////////////////////////////////////队列////////////////////////////////////////////////////
void queue_initial(Queue *que)
{
que->head = que->tail = 0;
memset(que->path,0,sizeof(que->path));
que->path->pre = NULL;
}
int queue_empty(Queue * que)
{
return que->head == que->tail;
}
int queue_full(Queue * que)
{
return (que->tail+1)%QUEUE_LENGTH == que->head;
}
int queue_push(Queue * que,Point point)
{
if(queue_full(que))
return -1;
que->path[(que->tail++)%QUEUE_LENGTH] = point;
return 0;
}
int queue_top(Queue * que,Point *point)
{
if(queue_empty(que))
return -1;
*point = que->path[que->head];
return 0;
}
int queue_pop(Queue * que,Point *point)
{
if(queue_empty(que))
return -1;
*point = que->path[(que->head++)%QUEUE_LENGTH];
return 0;
}
void queue_test(Queue * que)
{
int i,j;
i=j=0;
while(1)
{
int choice;
Point point;
printf("%s","1 for push,2 for pop,3 for top,4 for exit\n");
scanf("%d",&choice);
switch(choice)
{
case 1:
point.x = i++;
point.y = j++;
point.pre = NULL;
CHECK_RET(queue_push(que,point),"full");
break;
case 2:
CHECK_RET(queue_pop(que,&point),"empty");
printf("x:%d y:%d\n",point.x,point.y);
break;
case 3:
CHECK_RET(queue_top(que,&point),"empty");
printf("x:%d y:%d\n",point.x,point.y);
break;
case 4:
goto L;
break;
default:
break;
}
}
L:
;
}
/////////////////////////////////////////队列////////////////////////////////////////////////////