走迷宫

题目描述

　　NowCoder最喜欢游乐场的迷宫游戏，他和小伙伴们比赛谁先走出迷宫。
　　如今把迷宫的地图给你，你能帮他算出最快走出迷宫须要多少步吗？

1.1 输入描述:

　　输入包含多组数据。
　　每组数据包含一个10*10，由“#”和“.”组成的迷宫。其中“#”表明墙；“.”表明通路。
　　入口在第一行第二列；出口在最后一行第九列。
　　从任意一个“.”点都能一步走到上下左右四个方向的“.”点。

1.2 输出描述:

　　对应每组数据，输出从入口到出口最短须要几步。

1.3 输入例子:

#.########
#........#
#........#
#........#
#........#
#........#
#........#
#........#
#........#
########.#

#.########
#........#
########.#
#........#
#.########
#........#
########.#
#........#
#.######.#
########.#

 

1.4 输出例子:

16
30

 

2 解题思路

　　由于题意是使用最少的步数走出迷宫，所要可使用广度优先遍历的方式，每处理完一层说明走了一步，最早到达出口使用的步数最少。根据输入的例子，迷宫的走法如图1所示。

图1 迷宫找最短路径

3 算法实现

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Queue;
import java.util.Scanner;

/**
 * Declaration: All Rights Reserved !!!
 */
public class Main {
    private final static int N = 10;

    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
//        Scanner scanner = new Scanner(Main.class.getClassLoader().getResourceAsStream("data.txt"));

        while (scanner.hasNextLine()) {
            char[][] maze = new char[N][N];
            for (int i = 0; i < N; i++) {
                maze[i] = scanner.nextLine().toCharArray();
            }

            System.out.println(minStep(maze));
        }

        scanner.close();
    }

    /**
     * 求使用最少的步骤走出迷宫，迷宫大小固定为10*10，起点为(0, 1)，终点为(9, 8)
     *
     * @param maze 迷宫
     * @return 走出迷宫最少的步数，走不出去返回-1
     */
    private static int minStep(char[][] maze) {

        // 记录当前处理层的位置
        Queue<Integer> curr = new ArrayDeque<>(N * N);
        // 记录下一层处理的位置
        Queue<Integer> next = new ArrayDeque<>(N * N);

        // 能够移动的四个方向，两个一组
        int[] d = {1, 0, 0, 1, -1, 0, 0, -1};

        // 添加起点;
        curr.add(0);
        curr.add(1);
        int x;
        int y;
        // 记录最少的步数
        int step = 0;

        while (!curr.isEmpty()) {
            x = curr.remove();
            y = curr.remove();

            // 找到终点位置
            if (x == 9 && y == 8) {
                return step;
            }

            // 处理(x, y)位置的四个方向
            for (int i = 0; i < d.length; i += 2) {
                int t = x + d[i];
                int v = y + d[i + 1];
                if (t >= 0 && t < N && v >= 0 && v < N && maze[t][v] == '.') {
                    // 标记已经访问过
                    maze[t][v] = '#';
                    // 访问的位置添加到队列中
                    next.add(t);
                    next.add(v);
                }
            }

            // 当前层已经处理完
            if (curr.isEmpty()) {
                // 步数加一
                step++;
                // 处理下一层
                Queue<Integer> temp = curr;
                curr = next;
                next = temp;
            }

        }

        // 执行到此说明找不到出路
        return -1;
    }
}