标签 深度优先搜索 下的文章

    上一章我们编写了一个小游戏:炸弹人游戏。使用广度优先搜索解决的,本章将用深度优先搜索来解决。

关于广度优先搜索解决炸弹人游戏和炸弹人游戏的描述》点击查看

什么是深度优先搜索》点击查看    


深度优先搜索的核心代码如下:说白了,就是一条路走到黑,然后回头倒着走看看有没有别的岔路口,不断递归。

void dfs(int x, int y){

    int next[4][2] = {{0, 1}, {1, 0}, {0, -1}, {-1, 0}};

    int k, sum, tx, ty;

    sum = getnum(x, y);

    if(sum > max){

        max = sum;

        mx = x;

        my = y;

    }

    for(k=0; k<4; k++){

        tx = x + next[k][0];

        ty = y + next[k][1];

        //判断边界

        if(tx<0 || tx > n-1 || ty < 0 || ty > n-1) continue;

        //判断墙和是否走过

        if(a[tx][ty] != '.' || book[tx][ty] != 0) continue;

        book[tx][ty] = 1;

        dfs(tx, ty);

    }

    return;

}


深度优先搜索实现炸弹人游戏的完整代码如下:

#include<stdio.h>

char a[20][20];

int book[20][20], max, mx, my, n, m;

//获取点(i, j)可以炸死多少敌人。

int getnum(int i, int j);

//深度优先搜索,对点(x, y)进行深度优先搜索

void dfs(int x, int y);

void main(){

    int i, startx, starty;

    //地图长n,宽m,起始位置坐标为startx,starty

    scanf("%d %d %d %d", &n, &m, &startx, &starty);

    for(i=0; i<n; i++){

        printf("Line : %d", i);

        scanf("%s", a[i]);

    }

    book[startx][starty] = 1;

    max = getnum(startx, starty);

    mx = startx;

    my = starty;

    dfs(startx, starty);

    printf("炸弹放在%d,%d的位置,可以炸死%d人", mx, my, max);

}


int getnum(int i, int j){

    int x, y, sum=0;

    //统计点(i, j)的左边可以消灭多少敌人

    x = i;

    y = j;

    //如果是墙就停止

    while(a[x][y] != '#'){

        if(a[x][y] == 'G') sum++;

        x--;

    }

    //统计点(i, j)的右边可以消灭多少敌人

    x = i;

    y = j;

    //如果是墙就停止

    while(a[x][y] != '#'){

        if(a[x][y] == 'G') sum++;

        x++;

    }

    //统计点(i, j)的上边可以消灭多少敌人

    x = i;

    y = j;

    //如果是墙就停止

    while(a[x][y] != '#'){

        if(a[x][y] == 'G') sum++;

        y--;

    }

    //统计点(i, j)的下边可以消灭多少敌人

    x = i;

    y = j;

    //如果是墙就停止

    while(a[x][y] != '#'){

        if(a[x][y] == 'G') sum++;

        y++;

    }

    return sum;

}

void dfs(int x, int y){

    int next[4][2] = {{0, 1}, {1, 0}, {0, -1}, {-1, 0}};

    int k, sum, tx, ty;

    sum = getnum(x, y);

    if(sum > max){

        max = sum;

        mx = x;

        my = y;

    }

    for(k=0; k<4; k++){

        tx = x + next[k][0];

        ty = y + next[k][1];

        //判断边界

        if(tx<0 || tx > n-1 || ty < 0 || ty > n-1) continue;

        //判断墙和是否走过

        if(a[tx][ty] != '.' || book[tx][ty] != 0) continue;

        book[tx][ty] = 1;

        dfs(tx, ty);

    }

    return;

}


输入:第一次要求输入地图的长、宽、起始X坐标、起始Y坐标:13 13 3 3


第二次要求输入的就是地图了,每次一行,如下:

#############

#GG.GGG#GGG.#

###.#G#G#G#G#

#.......#..G#

#G#.###.#G#G#

#GG.GGG.#.GG#

#G#.#G#.#.#.#

##G...G.....#

#G#.#G###.#G#

#...G#GGG.GG#

#G#.#G#G#.#G#

#GG.GGG#G.GG#

#############


输出:炸弹放在7,11的位置,可以炸死10人.


Ps:代码案例来源于《啊哈!算法》一书

    什么是深度优先搜索?理解深度优先搜索的关键在于解决“当前如何做”,至于“下一步如何做”和“当前如何做是一样的做法”。深度优先搜索是Depth First Search, DFS。基本模型如下:

void dfs(int step){

    边界判断

    循环遍历去尝试每一种可能for(int i=0; i<n; i++){

        继续下一步dfs(step + 1);

    }

}

    下面看一个实例。我们有三个数字,1,2,3.求这三个数字的所有可能的搭配。那么,答案就是123,132,213,231,312,321共6种。我给出的答案顺序,也是深度优先搜索的顺序。

    假设我们有1,2,3的三张牌,地上有编号为一、二、三的三个纸箱。我们每次都把手中最小的牌放到箱子里,然后走到下一个箱子。

    第一步:在一号箱子面前,放入最小的手牌1,然后前进一步。此时手牌是2和3。判断边界(手牌是否为空)。

    第二步:在二号箱子面前,放入最小的手牌2,然后前进一步。此时手牌是3。判断边界(手牌是否为空)。

    第三步:在三号箱子面前,放入最小的手牌3,然后前进一步,此时手牌是空。判断边界(手牌是否为空)。

    第四步:手牌为空,触发边界条件。遍历打印箱子中的数字,结果是123。

    第五步:取出三号箱子的牌,后退一步。此时手牌是3。

    第六步:取出二号箱子的牌,此时手牌是2和3,2已经放过了,所以放3,然后前进一步。此时手牌是2。判断边界(手牌是否为空)。

    第七步:在三号箱子面前,放入最小手牌2,然后前进一步,此时手牌是空。判断边界(手牌是否为空)。

    第八步:手牌为空,触发边界条件。遍历打印箱子中的数字,结果是132。

    第九步:取出三号箱子的牌,后退一步。此时手牌是2。

    第十步:取出二号箱子的牌,此时手牌是2和3,2和3都已经放过了,所以再退一部。此时手牌是2。判断边界(手牌是否为空)。

    第十一步:取出一号箱子的牌,此时手牌是1,2和3,1以及放过了,所以放剩下的最小手牌,就是2,然后前进一步,此时手牌是1,3。判断边界(手牌是否为空)。

    第十二步:在二号箱子面前,放入最小的手牌1,然后前进一步。此时手牌是3。判断边界(手牌是否为空)。

    第十三步:在三号箱子面前,放入最小的手牌3,然后前进一步,此时手牌是空。判断边界(手牌是否为空)。

    第十四步:手牌为空,触发边界条件。遍历打印箱子中的数字,结果是213。

    ………………………………………………………………………………

    恩,就是这样子,直接上代码了。C版本的深度优先遍历的模型。

    Ps:本实例和代码均来自《啊哈!算法》一书。不过上面的过程是我自己手打原创哦^_^

#include <stdio.h>

void dfs(int step);

int a[10], book[10], n;

int main(){

    //1-9的整数

    scanf("%d", &n);

    //从第一个箱子开始。直接从下标1开始。0不要了。

    dfs(1);

}

void dfs(int step){

    int i;

    //已经到最后一个箱子了。

    if(step == n+1){

        for(i=1; i<=n; i++){

            printf("%d", a[i]);

        }

        printf("\n");

    }

    //在第step个箱子面前,按照1,2,3...n的顺序一一尝试

    for(i=1; i<=n; i++){

        //等于0就是i还没有使用,还在手里。

        if(book[i] == 0){

            //使用i

            a[step] = i;

            //标记i已经使用

            book[i] = 1;

            //前进一步

            dfs(step + 1);

            //回收step箱子里的牌

            book[i] = 0;

        }

    }

}