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我寻求是否有人可以帮助我解决我的房间搜索算法
我正在尝试实现一个回溯算法来解决迷宫问题。我被困在我应该记住我已经访问过的房间的地方。
迷宫由房间组成,每个房间有 4 个面——北、东、南和西。每个房间都通过在所需一侧制作一扇门连接到下一个房间,即room1.createNorth(roomName) 在北边创建一个新房间,一个新房间有南门连接回第一个房间,正如您在我的 Room 课程中看到的那样。

这是我切碎的房间类,它代表迷宫中的每个房间。我删除了与我处理北侧的方法相同的南、西和东方向。

public class Room {

    private String name;
    private Room north;
    private Room east;
    private Room west;
    private Room south;
    private boolean isExit = false;
    private Maze maze;

    /**
     * @return name room
     */
    public String getName() {
        return this.name;
    }

    /**
     * Sets room name
     * 
     * @param name
     */
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * Gets northern room if any
     * 
     * @return pointer to northern room if any, otherwise <code>null</code>
     */
    public Room getNorth() {
        return this.north;
    }

    /**
     * Sets the door to the next room to the north in that room and in the other
     * room sets southern door as connecting back to that room
     * 
     * @param otherRoom
     */
    public void setNorth(Room otherRoom) {
        this.north = otherRoom;
        otherRoom.south = this;
    }

    /**
     * creates a new room to the north and connects back to this room
     * 
     * @param name
     *            of the room
     * @return created room
     */
    public Room createNorth(String name) {
        Room otherRoom = null;

        // create new room in that direction ONLY if there is no room yet
        if (this.getNorth() == null) { // get northern direction, if it's null,
                                        // then it's okay to create there
            otherRoom = new Room(); // create!
            this.setNorth(otherRoom); // set the door
            otherRoom.setName(name); // set the name

        } else { // there is a room in that direction, so don't create a new
                    // room and drop a warning
            System.out.println("There is already a room in northern direction");
        }

        return otherRoom;
    }

    /**
     * Asdf
     * 
     * @return maze
     */
    public Maze getMaze() {
        return this.maze;
    }

    /**
     * Set maze
     * 
     * @param maze
     */
    public void setMaze(Maze maze) {
        this.maze = maze;
    }

    /**
     * @param roomName path to this room must be found
     */
    public void findPathTo(String roomName) {
        Room soughtRoom = this.getMaze().getEntry();

        while (!(soughtRoom.getName().equalsIgnoreCase(roomName))) {

//          here should be also a method such as setRoomAsVisited()

            if (this.getWest() != null) {
                soughtRoom = this.getWest();
                this.getMaze().getPaths().push(soughtRoom);
            }
            else if (this.getNorth() != null) {
                soughtRoom = this.getNorth();
                this.getMaze().getPaths().push(soughtRoom);
            }
            else if (this.getEast() != null) {
                soughtRoom = this.getEast();
                this.getMaze().getPaths().push(soughtRoom);
            }
            else if (this.getSouth() != null) {
                soughtRoom = this.getSouth();
                this.getMaze().getPaths().push(soughtRoom);
            }
            else {
                if (this.getMaze().getPaths().isEmpty()) {
                    break; // no more path for backtracking, exit (no solution found)
                }
                // dead end, go back!
                soughtRoom = this.getMaze().getPaths().pop();
            }
            System.out.println(this.getMaze().getPaths().toString());
        }


    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Room name is " + this.getName();
    }
}

迷宫看起来像这样:http: //i.stack.imgur.com/2KePs.jpg其中 S 是起点

我的迷宫课

public class Maze {

    Room room;

/**
 * helper collection path stack for findPathTo() method
 */
private Stack<Room> paths = new Stack<Room>();

/**
 * @return path for exit
 */
public Stack<Room> getPaths() {
    return this.paths;
}

    /**
     * Singleton method for first room in the maze which is entry room
     * 
     * @return room if no room is created then creates new, otherwise returns
     *         already created room
     */
    public Room getEntry() {
        if (this.room == null) {
            this.room = new Room();
            return this.room;
        }
        return this.room;
    }
}

这是我的主要课程 public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        Maze maze = new Maze();
        maze.getEntry().setName("A4"); // set first room's name A4
        // labyrinth creation
        maze.getEntry().createEast("B4").createNorth("B3").createWest("A3");
        maze.getEntry().getEast().getNorth().createNorth("B2").createWest("A2")
                .createNorth("A1");
        maze.getEntry().getEast().getNorth().getNorth().createNorth("B1");
        maze.getEntry().getEast().getNorth().getNorth().createEast("C2")
                .createNorth("C1").createEast("D1");
        maze.getEntry().getEast().createEast("C4").createEast("D4");
        maze.getEntry().getEast().getEast().createNorth("C3").createEast("D3")
                .createNorth("D2").setExit(true);

        System.out.println("=====Test findPathTo method======");
        maze.getEntry().setMaze(maze); // set maze instance to our entrance room
        maze.getEntry().findPathTo("B4");

        System.out.println("=====End of testing findPathTo method======");

    }

}

问题出在我的findPathTo(roomName)方法中,它找到了通往房间的路线。如果我进入房间 D4,那么我的算法只会从“A4”向东移动一次到“B4”房间,然后它会无限循环,堆栈只会随着房间“B4”而增长。为什么它不前进到下一个房间“B3”或“C4”?

编辑:这是工作代码

public void findPathTo(String roomName) {

        Room soughtRoom = this.getMaze().getEntry();

        while (!(soughtRoom.getName().equalsIgnoreCase(roomName))) {

            if (soughtRoom.getWest() != null && soughtRoom.getWest().isVisited != true) {
                this.getMaze().getPaths().push(soughtRoom);
                soughtRoom = soughtRoom.getWest();
                soughtRoom.isVisited = true;

            }
            else if (soughtRoom.getNorth() != null && soughtRoom.getNorth().isVisited != true) {
                this.getMaze().getPaths().push(soughtRoom);
                soughtRoom = soughtRoom.getNorth();
                soughtRoom.isVisited = true;

            }
            else if (soughtRoom.getEast() != null && soughtRoom.getEast().isVisited != true) {
                this.getMaze().getPaths().push(soughtRoom);
                soughtRoom = soughtRoom.getEast();
                soughtRoom.isVisited = true;

            }
            else if (soughtRoom.getSouth() != null && soughtRoom.getSouth().isVisited != true) {
                this.getMaze().getPaths().push(soughtRoom);
                soughtRoom = soughtRoom.getSouth();
                soughtRoom.isVisited = true;

            }
            else {
                if (this.getMaze().getPaths().isEmpty()) {
                    System.out.println("No solutions found :(");
                    break; // no more path for backtracking, exit (no solution found)
                }
                // dead end, go back!
                soughtRoom = this.getMaze().getPaths().pop();
            }
            System.out.println("Path rooms: " + this.getMaze().getPaths().toString());
        }
    }
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3 回答 3

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有几种方法可以做到这一点。

一种是在您设置/取消设置的每个房间对象中保留一个“isVisited”布尔标志,因为您的跟踪和回溯进行。这意味着你只能单线程搜索你的迷宫(这可能或可能不重要)。

另一种方法是保留您比较的已访问房间的列表(这里的优势是,如果您使用调用堆栈传递它,只需将新房间“推送”到列表上并自动弹出它应该相对容易列表)。

您还可以将空间的每个搜索哈希表用于 isVisible,这允许(可能)比搜索列表更快的查找,允许多线程(如“多个线程可以搜索迷宫”,而不是“更多一个线程可以参与相同的搜索”)。

可能还有一些我没有想到的事情,但是所有这三个都应该很容易实现。

于 2011-03-21T15:37:11.440 回答
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一种快速且高度未优化的方法:

对于每个访问过的房间,存储可能的方向(例如制作 anenum Direction和 a Set<Direction>)并删除您来自的那个以及您从前一个房间获得的方向。因此,从 A4 移动到 B4,您将从 A4 中删除 EAST,从 B4 中删除 WEST。如果您必须追溯,只需展开堆栈,直到找到一个未访问方向的房间(可能的方向列表不为空)并尝试下一个。如果此时堆栈变为空,则您尝试了所有可能性但没有找到目标房间。

正如我所说,这是高度未优化的,但它应该可以工作。

于 2011-03-21T15:09:28.253 回答
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一些评论:

您的代码缺少您正在使用的一些功能。您的迷宫类中没有 getPaths() 方法。如果您在线发布代码,请尝试确保它易于编译和测试。在您的情况下,我不得不猜测, getPaths() 返回某种堆栈,您尝试在该堆栈上存储要探索的可能路径,但无法确定它实际上做了什么。

还尝试在发布之前简化代码。您的迷宫相当复杂,必须绘制它,以查看您构建的迷宫是否与图片上的迷宫匹配。尝试使用更简单的迷宫(可能是 2 或 3 个房间)重现问题。此外,简化通常会给你很多关于问题可能出在哪里的提示。当你在简化时,问题会突然消失。这告诉你很多关于实际错误的信息。

关于您的代码可能有问题的一些想法:在每个方向上,您将 seekRoom 设置为该方向的那个。我假设 seekRoom 是您搜索当前所在的房间。然后你把那个房间推到堆栈上。但是,对于回溯,您需要在每个分支中存储使您回到先前状态的所有信息。如果先设置当前房间,然后再推送,之前状态的信息就会丢失。反过来试试,看看会发生什么。

于 2011-03-21T15:19:01.217 回答