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| package com.example.demo;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Queue;
import java.util.Scanner;
import java.util.Stack;
/**
*nowcoder ： HJ43 宫问题
* https://www.nowcoder.com/profile/100401824/codeBookDetail?submissionId=426841626
* 迷宫问题：
* 5 5
* 0 1 0 0 0
* 0 1 1 1 0
* 0 0 0 0 0
* 0 1 1 1 0
* 0 0 0 1 0
*
*
* 5 5
* 0 1 0 0 0
* 0 1 0 1 0
* 0 0 0 0 1
* 0 1 1 1 0
* 0 0 0 0 0
*
*/
// 注意类名必须为 Main, 不要有任何 package xxx 信息
public class Maze {
static int[] up = {-1, 0};
static int[] down = {1, 0};
static int[] left = {0, -1};
static int[] right = {0, 1};
static int[][] directions = new int[][]{
right, down, left, up,
};
// {0,0},{1,0},{2,0},{2,1},{2,2},{2,3} ,{2,4},{3,4},{4,4}
static List<int[]> pathList = new ArrayList<>();
public static void main(String[] args) {
Scanner in = new Scanner(System.in);
// 注意 hasNext 和 hasNextLine 的区别
while (in.hasNextLine()) { // 注意 while 处理多个 case
String nm = in.nextLine();
int n = Integer.parseInt(nm.split("\\s+")[0]);
int m = Integer.parseInt(nm.split("\\s+")[1]);
int[][] matix = new int[n][m];
// boolean[][] visited = new boolean[n][m];
for (int i = 0; i < n; i++) {
String line = in.nextLine();
String[] lines = line.split("\\s+");
for (int j = 0; j < lines.length; j++) {
matix[i][j] = Integer.parseInt(lines[j]);
}
}
System.out.println("DFS =====================================");
pathList.clear();
dfs(matix, 0, 0);
pathList.clear();
System.out.println("BFS=====================================");
List<int[]> paths = bfs(matix);
if (paths != null && paths.size() > 0) {
for (int[] p : paths) {
System.out.println("(" + p[0] + "," + p[1] + ") ");
}
}
System.out.println("dfsNotRecursion =====================================");
List<int[]> dfsNotRecursion = dfsNotRecursion(matix);
if (dfsNotRecursion != null && dfsNotRecursion.size() > 0) {
for (int[] p : dfsNotRecursion) {
System.out.println("(" + p[0] + "," + p[1] + ") ");
}
}
System.out.println(" =====================================");
}
}
public static void dfs(int[][] matix, int x, int y) {
//行数
int rows = matix.length;
// 列数
int cols = matix[0].length;
// 访问标识
int[][] visited = new int[rows][cols];
visited[x][y] = 2 ;
pathList.add(new int[]{x, y});
// 找到解了
if ((x == rows - 1 && y == cols - 1)) {
for (int[] arr : pathList) {
System.out.println("(" + arr[0] + "," + arr[1] + ") ");
}
return;
}
// 4个方向
for (int i = 0; i < directions.length; i++) {
int[] d = directions[i];
if (checkEdge(x + d[0], y + d[1], rows, cols)
&& matix[x + d[0]][y + d[1]] == 0
&& visited[x + d[0]][y + d[1]] == 0
) {
dfs(matix, x + d[0], y + d[1]);
// 重要 一定要有返回
return;
}
}
// 回溯
pathList.remove(pathList.size() - 1);
}
//深度搜索需要维护前驱节点和访问标识
public static List<int[]> bfs(int[][] matix) {
//队列，同时弹出节点的往多个方向搜索
Queue<int[]> queue = new LinkedList<>();
//跟踪记录前驱节点，用于回溯路径
Map<int[], int[]> traceMap = new HashMap<>();
// 记录访问的标识（后期优化可用于记录对应位置在路径上距离起点的距离）
int rows = matix.length;
int clos = matix[0].length;
int[][] visited = new int[rows][clos];
// 0,0 节点 入栈，标记为访问，并跟踪
int[] startNode = new int[]{0, 0, 1};
queue.offer(startNode);
traceMap.put(startNode, null);
visited[startNode[0]][startNode[1]] = startNode[2];
while (!queue.isEmpty()) {
int[] current = queue.poll();
// 已经到终点了
if (current[0] == rows - 1 && current[1] == clos - 1) {
List<int[]> paths = new ArrayList<>();
while (current != null) {
paths.add(current);
current = traceMap.get(current);
}
// 修正为从起点开始输出
Collections.reverse(paths);
// for(int[] v : visited){
// for(int p : v){
// System.out.print(p+ " ");
// }
// System.out.println("");
// }
return paths;
}
// 将当前节点的所有邻居节点压栈（本题不含斜线方向）
for (int[] d : directions) {
int[] nexts = new int[]{current[0] + d[0], current[1] + d[1], current[2] + 1};
if (
// 迷宫范围
checkEdge(nexts[0], nexts[1], rows, clos)
// 未被访问过，防止死循环
&& visited[nexts[0]][nexts[1]] == 0
// 不是墙
&& matix[nexts[0]][nexts[1]] == 0
) {
queue.offer(nexts);
traceMap.put(nexts, current);
visited[nexts[0]][nexts[1]] = nexts[2];
}
}
}
return Collections.emptyList();
}
public static List<int[]> dfsNotRecursion(int[][] matix) {
//行数
int rows = matix.length;
// 列数
int cols = matix[0].length;
// 访问标识
int[][] visited = new int[rows][cols];
visited[0][0] = 2;
int[] start = new int[]{0, 0};
Stack<int[]> stack = new Stack<>();
stack.push(start);
while (!stack.isEmpty()) {
// 重要 ： 先不要弹出
int[] current = stack.peek();
List<int[]> paths = new ArrayList<>();
if (current[0] == rows - 1 && current[1] == cols - 1) {
// 直接一个个弹出打印
int[] pop;
while (!stack.isEmpty()) {
pop = stack.pop();
paths.add(pop);
}
Collections.reverse(paths);
return paths;
}
// 将当前节点的某个邻居节点压栈（本题不含斜线方向）
// 重要：addNew 无法添加则回退 标识
boolean addNew = false;
for (int[] d : directions) {
int[] nexts = new int[]{current[0] + d[0], current[1] + d[1]};
if (
// 迷宫范围
checkEdge(nexts[0], nexts[1], rows, cols)
// 不是墙
&& matix[nexts[0]][nexts[1]] == 0
// 未被访问过，防止死循环
&& visited[nexts[0]][nexts[1]] == 0
) {
stack.push(nexts);
visited[nexts[0]][nexts[1]] = 2;
addNew = true;
// 重要 ：一次只能一个方向
break;
}
}
// 重要 ： 无法添加则回退
if (!stack.isEmpty() && !addNew) {
stack.pop();
}
}
return Collections.emptyList();
}
public static boolean checkEdge(int x, int y, int rows, int cols) {
return x >= 0 && x < rows && y >= 0 && y < cols;
}
}
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