算法-水管工游戏

参考：《啊哈！算法》

1、题目

水管工游戏是指如下图中的矩阵中，一共有两种管道，一个是直的，一个是弯的，所有管道都可以自由旋转，最终就是要连通入水口可出水口。其中的树为障碍物。

2、算法思路

本题使用的是深度优先搜索算法，先标识入水口方向，在每次探索新管道的时候上根据入水口方向进行扩展，然后根据管道的类型来判断下一个节点的入水口方向。

3、代码

package 搜索.广度优先搜索BFS.水管工游戏;

import java.util.Scanner;

public class Main {
private static int[][] map;         //存储管道图
private static int n, m, top;       //管道的矩阵x，y， top栈顶元素
private static boolean[][] status;  //是否已使用
private static String[] stack;      //栈

/**
*
* @param x 坐标x
* @param y 坐标y
* @param direction 进水口方向：1上、2右、3下、4左
*/
private static void  dfs(int x, int y, int direction){
if(x == n-1 && y == m){     //如果到出口的下一个则表示完成一条路径
System.out.println("搜索到连通路线");
for (int i = 0; i < top;i++){
System.out.print(stack[i]+"->");
}
System.out.println();
return ;
}

if(y < 0 || x < 0|| x > n-1 || y > m-1 || status[x][y])
return;

status[x][y] = true;
stack[top] = "("+(x+1)+","+(y+1)+","+direction+")";     //入栈
top++;

if (5 <= map[x][y] && map[x][y] <= 6){      //如果是直管道
switch (direction){
case 1:
dfs(x+1, y, direction);
break;
case 2:
dfs(x, y-1, direction);
break;
case 3:
dfs(x-1, y, direction);
break;
case 4:
dfs(x, y+1, direction);
break;
}

}else{
switch (direction){     //弯管道
case 1:
dfs(x, y-1, 2);
dfs(x, y+1, 4);
break;
case 2:
dfs(x-1, y, 3);
dfs(x+1, y, 1);
break;
case 3:
dfs(x, y-1, 2);
dfs(x, y+1, 4);
break;
case 4:
dfs(x-1, y, 3);
dfs(x+1, y, 1);
break;
}
}

status[x][y] = false;
top--;
}

public static void main(String[] ages){
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
n = scanner.nextInt();
m = scanner.nextInt();

map = new int
[m];
status = new boolean
[m];
stack = new String[n*m];
for (int i = 0; i < n; i++){
for (int j = 0; j < m; j++){
map[i][j] = scanner.nextInt();
}
}

dfs(0,0, 4);
}
}

/**
测试数据：
5 4
5 3 5 3
1 5 3 0
2 3 5 1
6 1 1 5
1 5 5 4
结果：
搜索到连通路线
(1,1,4)->(1,2,4)->(2,2,1)->(3,2,1)->(3,3,4)->(3,4,4)->(4,4,1)->(5,4,1)->
*/

4000
[/code]