使用Dijkstra算法的二维数组中的最短路径?

时间:2012-10-15 00:35:36

标签: java shortest-path dijkstra

这是我第一次实施Dijkstra的算法。好的,我在这里有一个简单的2D 9乘9阵列:

9 by 9 array

起点是1,我们正试图进入任何绿色方块。红色方块是墙壁或熔岩(无论满足你的想象力)。

如何在Java中实现它?

计算机科学不是我的领域因此我不是一个经验丰富的程序员所以我可能不知道如何做一些堆栈推送,只有循环和递归:(请尽量保持容易并忍受我!

3 个答案:

答案 0 :(得分:5)

这里有一些similiar可以帮助你入门。但是,下面介绍的解决方案会尝试进入右下角。您可以放宽该条件以找到底行。您还需要稍微更改编码以具有表示此行的唯一值。

public class MazeSolver {

    final static int TRIED = 2;
    final static int PATH = 3;

    // @formatter:off
    private static int[][] GRID = { 
        { 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1 },
        { 1, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 1 },
        { 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0 },
        { 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 1 },
        { 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 1 },
        { 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1 },
        { 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
        { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1 } 
    };
    // @formatter:off

    public static void main(String[] args) {
        MazeSolver maze = new MazeSolver(GRID);
        boolean solved = maze.solve();
        System.out.println("Solved: " + solved);
        System.out.println(maze.toString());
    }

    private int[][] grid;
    private int height;
    private int width;

    private int[][] map;

    public MazeSolver(int[][] grid) {
        this.grid = grid;
        this.height = grid.length;
        this.width = grid[0].length;

        this.map = new int[height][width];
    }

    public boolean solve() {
        return traverse(0,0);
    }

    private boolean traverse(int i, int j) {
        if (!isValid(i,j)) {
            return false;
        }

        if ( isEnd(i, j) ) {
            map[i][j] = PATH;
            return true;
        } else {
            map[i][j] = TRIED;
        }

        // North
        if (traverse(i - 1, j)) {
            map[i-1][j] = PATH;
            return true;
        }
        // East
        if (traverse(i, j + 1)) {
            map[i][j + 1] = PATH;
            return true;
        }
        // South
        if (traverse(i + 1, j)) {
            map[i + 1][j] = PATH;
            return true;
        }
        // West
        if (traverse(i, j - 1)) {
            map[i][j - 1] = PATH;
            return true;
        }

        return false;
    }

    private boolean isEnd(int i, int j) {
        return i == height - 1 && j == width - 1;
    }

    private boolean isValid(int i, int j) {
        if (inRange(i, j) && isOpen(i, j) && !isTried(i, j)) {
            return true;
        }

        return false;
    }

    private boolean isOpen(int i, int j) {
        return grid[i][j] == 1;
    }

    private boolean isTried(int i, int j) {
        return map[i][j] == TRIED;
    }

    private boolean inRange(int i, int j) {
        return inHeight(i) && inWidth(j);
    }

    private boolean inHeight(int i) {
        return i >= 0 && i < height;
    }

    private boolean inWidth(int j) {
        return j >= 0 && j < width;
    }

    public String toString() {
        String s = "";
        for (int[] row : map) {
            s += Arrays.toString(row) + "\n";
        }

        return s;
    }

}

答案 1 :(得分:3)

我建议你先用自然语言写下一种应用dijkstras算法的方法(假设你首先知道它),然后开始将它转换为你的编程语言。

您需要回答的基本问题:

  • 节点是什么?
  • 有什么联系?
  • 每个连接的重量是多少?

一旦你这样做了,你应该能找到一个(可能效率不高)的解决方案。

答案 2 :(得分:1)

最佳解决方案确实是使用具有不同完成条件的Dijkstra或AStar。因此,您需要编写if(targetNodes.contains(u)) break;而不是if(target == u) break;

(参见维基百科:如果我们只对顶点源和目标之间的最短路径感兴趣,我们可以在第13行终止搜索,如果u = target。

这已经在我的项目中实现了......哦,这是家庭作业;)?