java寻找迷宫路径的简单实现

迷宫项目实现设计文档

项目介绍：

一个网格迷宫由n行m列的单元格组成，每个大院个要么是空地（用0表示），要么是障碍物（用1表示）。你的任务是找一条从起点到终点的移动序列，其中只能上下左右移动到相邻单元格。任何时候都不能在有障碍物的单元格中，也不能走到迷宫之外。起点为左上角和终点右下角。

项目功能：

解决迷宫路径查找问题，寻找一条从左上角迷宫入口到右下角迷宫出口的一条有效路径，0代表可走，1代表不能行走，找到请输出最终的迷宫和路径信息，找不到请输出不存在有效路径。

项目所用知识点：

采用Java面向对象思想，二维数组以及非递归栈进行实现

项目实现思路：

1. 定义一个迷宫节点类型（MazeNode）的二维数组
2. 初始化每个格子中的value值。给二维数组每个格子存放对象。对象的value值只能为0（当前格子可以走）或者1（当前格子不能走）
3. 创建围墙，可以有效防止越界问题。根据当前节点周围四个方向格子中的value值，判断当前节点的上下左右四个方向是否可走（0是可走，1不可走）。
4. 开始走迷宫。采用栈操作，记录行走的路径，将元素入栈，判断当前栈顶元素的哪个方向可走，将其中一个可走方向进行入栈操作，直到右下角元素停止。栈中保存走过的路径。 注意: 如果遇到走入死胡同问题，此时需要将是栈顶元素并且栈顶元素的四个方向都不能行走，此时将其出栈，选择新方向再次入栈，直到右下角元素停止。

项目实现 ：

Maze类

import java.util.Scanner;

public class Maze {
    private MazeNode[][] mazenode;
    private int row ;//行
    private int colum;//列
    public Maze(){


    }
    public void innode(){//添加迷宫路径；
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入迷宫行数和列数");
        row=scanner.nextInt()+2;//为后面加围墙
        colum=scanner.nextInt()+2;
        System.out.println("请输入迷宫路径：");
        mazenode=new MazeNode[row][colum];
        build(mazenode);//创建一个row行colum列的mazenode并且把value值都给1
        for(int i=1;i<row-1;i++){//为围墙内value赋值；
            for(int j=1;j<colum-1;j++){
            mazenode[i][j].value=scanner.nextInt();

    }
        }
    }
//创建围墙；
    public void build(MazeNode[][] mazenode){
        for(int i=0;i<row;i++){
            for(int j=0;j<colum;j++){
                mazenode[i][j]=new MazeNode(1,i,j);
            }
        }
    }
    public void goMaze(){//走迷宫
        innode();
        MyStack route=new MyStack();//存放路径的盏
        if(mazenode[1][1].value==0){//判断入口是否可走；
        route.push(mazenode[1][1]);
        }else {System.out.println("迷宫入口路径错误");
        }
        if(mazenode[row-2][colum-2].value!=0){//判断终点是否正确
            System.out.println("迷宫终点错误");
        }
        for(int i=1,j=1;;){//起点
            i=route.gettop().index1;//赋值栈顶元素的下标一给i
            j=route.gettop().index2;//赋值栈顶元素的下标二给j
            if(i==row-2&&j==colum-2){
                break;
            }//抵达终点退出循环
                if(mazenode[i][j].right(mazenode,i,j+1)){//判断右边是否可走
                    if(route.contain(route,mazenode,i,j+1)){//判断右边是否在栈内
                        mazenode[i][j].changeValue(mazenode,i,j);
                        route.pop(mazenode[i][j]);//如果存在退栈
                    }else {
                    route.push(mazenode[i][j+1]);//如果不存在入栈的右边
                    }
                } else if(i+1<row&&mazenode[i][j].down(mazenode,i+1,j)){
                    if(route.contain(route,mazenode,i+1,j)){//判断下边是否在栈内
                        mazenode[i][j].changeValue(mazenode,i,j);
                        route.pop(mazenode[i+1][j]);退栈
                    }else {
                    route.push(mazenode[i+1][j]);
                    }
                }else if(i+1<row&&mazenode[i][j].left(mazenode,i,j-1)){
                    if(route.contain(route,mazenode,i,j-1)){//判断左边是否在栈内
                        mazenode[i][j].changeValue(mazenode,i,j);
                        route.pop(mazenode[i][j]);退栈
                    }else{
                    route.push(mazenode[i][j-1]);
                    }
                }else if(i+1<row&&mazenode[i][j].up(mazenode,i-1,j)){
                    if(route.contain(route,mazenode,i-1,j)){//判断上边是否在栈内
                        mazenode[i][j].changeValue(mazenode,i,j);
                        route.pop(mazenode[i][j]);退栈
                    }else{
                    route.push(mazenode[i-1][j]);
                    }
                }
        }
        route.toRoute();//修改路径的值
        for(int i=1;i<row-1;i++){//进行打印
            for(int j=1;j<colum-1;j++){
                System.out.print(mazenode[i][j].value+"  ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

mazenode类

public class MazeNode {
    public int index1;
    public int index2;
    public int value;
    public MazeNode(int value,int index1,int index2) {
        this.value=value;
        this.index1=index1;//下标1
        this.index2=index2;//下标2
    }
    //改变找个点的值为2
   public void changeValue(MazeNode[][] mazeNode,int index1,int index2){

        mazeNode[index1][index2].value=2;
   }
   //判断左边是否可走
    public boolean left(MazeNode[][] mazeNode,int index1,int index2){
       if(mazeNode[index1][index2].value==0){
        return true;
       }return false;
    }
    //判断上边是否可走
    public boolean up(MazeNode[][] mazeNode,int index1,int index2){
        if(mazeNode[index1][index2].value==0){
            return true;
        }return false;
    }
    //判断右边是否可走
    public boolean right(MazeNode[][] mazeNode,int index1,int index2){
        if(mazeNode[index1][index2].value==0){
            return true;
        }return false;
    }
    //判断下边是否可走
    public boolean down(MazeNode[][] mazeNode,int index1,int index2){
        if(mazeNode[index1][index2].value==0){
            return true;
        }return false;
    }
}

MyStake类//栈

import java.util.Arrays;
import java.util.EmptyStackException;

public class MyStack {
    private PuzzleValue[]array2;
    private MazeNode[]array;
    private int size;
    private final int INITSIZE=10;
    public MyStack(){
        array=new MazeNode[INITSIZE];
        array2=new PuzzleValue[INITSIZE];

    }
    //查找栈内是否存在此路径
    public  boolean contain(MyStack stack,MazeNode[][] mazeNode,int index1,int index2){

        for(int i=0;i<size;i++){
            if(array[i].index1==index1&&array[i].index2==index2){
                return true;
            }
            }
        return false;
    }
    //入栈
    public void  push(MazeNode mazeNode){
        if(array.length==size){
           array= Arrays.copyOf(array,array.length+(array.length>>1));
        }else {
        array[size]=mazeNode;
        size++;
        }
    }
    //出栈
    public void pop(MazeNode mazeNode){
        if(size==0){
            return;
        }else{
            array[size]=null;
            size--;
        }

    }
    //获得栈顶元素
    public MazeNode gettop(){
        return array[size-1];
    }
    //改变栈内的value值
    public void toRoute(){
        for(int i=0;i<size;i++){
            array[i].value=3;
        }
    }
    }

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