bfs解决宝葫芦问题——解题报告+广搜(bfs)算法
bfs算法应用和题型

bfs算法应用和题型
广度优先搜索(BFS)算法是一种用于图和树的遍历算法,它从根节点开始,沿着树的宽度遍历树的节点。
在应用和题型方面,BFS 算法有多种用途和应用场景。
首先,BFS算法常用于解决图论中的问题,如寻找最短路径、连通性检测、拓扑排序等。
在寻找最短路径的问题中,BFS算法可以用于寻找两个节点之间的最短路径,因为它能够保证先访问距离根节点近的节点,从而找到最短路径。
在连通性检测中,BFS可以用于检测图中是否存在从一个节点到另一个节点的路径。
拓扑排序是另一个常见的应用,BFS可以用于对有向无环图(DAG)进行拓扑排序,找到合理的执行顺序。
其次,BFS算法也常用于解决迷宫、游戏和搜索问题。
在解决迷宫问题时,BFS算法可以用于找到从起点到终点的最短路径,或者找到迷宫中的所有可达位置。
在游戏中,BFS算法可以用于搜索游戏状态空间,找到最优解或者判断是否存在解。
在搜索问题中,BFS算法可以用于在状态空间中搜索目标状态。
此外,BFS算法还可以用于解决树的层次遍历问题。
树的层次
遍历是指按照树的层次顺序依次访问树的节点,BFS算法正是通过
队列的数据结构来实现这一过程,因此非常适合用于树的层次遍历。
总之,BFS算法在图论、迷宫、游戏、搜索和树的层次遍历等
方面都有广泛的应用。
它的特点是能够找到最短路径、适用于无权图、能够判断连通性、易于理解和实现等优点,因此在实际问题中
得到了广泛的应用。
用广搜解决八数码问题

int NineToTen( char * s ) //九进制字符串转十进制 {
int nResult = 0; for( int i = 0; s[i]; i ++ ) {
nResult *= 9; nResult += s[i] - '0'; } return nResult; } int GetBit( unsigned char c,int n) { return ( c >> n ) & 1; } void SetBit( unsigned char & c, int n,int v) { if( v ) c |= (1 << n); else c &= ~(1 << n);
82 3 41 6 57
方案二:为结点编号 把每个结点都看一个排列,以此排列在全部排列 中的位置作为其编号 排列总数:9!=362880 只需要一个整数(4字节)即可存下一个结点 判重用的标志数组只需要362880字节即可。 此方案比方案1省空间 此方案需要编写给定排列求序号和给定序号求排
输入数据代表:
234 15 768
输出数据是一个移动序列, 使得移动后结果变成
123 456 78
移动序列中 u 表示使空格上移 d 表示使空格下移 r 表示使空格右移 l 表示使空格左移
八数码例子程序
//本程序在ai上会超内存,在acm上能过
#include <iostream> using namespace std; int nGoalStatus; //目标状态 unsigned char szFlag[48427562]; //节点是否扩展的标记 char szResult[1000000]; char szMoves[1000000]; //移动步骤 int anFather[1000000]; //父节点指针 int MyQueue[1000000]; //状态队列 int nQHead; int nQTail; char sz4Moves[] = "udrl";//四种动作
有结构的问题解决——搜寻解法

有结构的问题解决——搜寻解法(实用版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种类型的实用资料,如职业道德、时事政治、政治理论、专业基础、说课稿集、教资面试、综合素质、教案模板、考试题库、其他资料等等,想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor.I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as professional ethics, current affairs and politics, political theory, professional foundation, lecture collections, teaching interviews, comprehensive qualities, lesson plan templates, exam question banks, other materials, etc. Learn about different data formats and writing methods, so stay tuned!有结构的问题解决——搜寻解法在教师招聘考试中,问题解决是一个经常出现的知识点,其中关于搜寻解法的策略更是经常涉及。
BFS算法(——模板习题与总结)

BFS算法(——模板习题与总结)
⾸先需要说明的是BFS算法(⼴度优先算法)本质上也是枚举思想的⼀种体现,本⾝效率不是很⾼,当数据规模很⼩的时候还是可以⼀试的。
其次很多⼈可能有这样的疑问,使⽤搜索算法的时候,到底选⽤DFS还是BFS,博主觉得对于最短路搜索来说是都可以的,数据规模不⼤,⼴搜解决最短路的效率要⾼⼀些,还有对于搜索过程中搜索的单位为1时,⼴搜更合适。
这⾥总结⼀下BFS算法,DFS是⼀条路⾛到⿊,不⾏再回退⼀步,直到所有的路都试⼀遍,⽽BFS则是需要有⼀种层的概念,每次⾛到⼀个状态,将该层所有可能的情况都加⼊队列,加⼊之前要记录⼀下将⾃⼰从上层“继承”来的状态,直到某⼀个情况的状态符合条件或者队列拓展结束。
具体算法,先将⼀个起点加⼊队列,将该点的下⼀个所有可能的情况都加⼊队列,再按照加⼊队列的顺序,⼀⼀进⾏搜索。
直到队列为空或者符合条件⽽结束搜索。
下⾯上⼀道练习题:这道题中的⼈可以有三种⾛法,⼀旦⾛到直接结束搜索,相对于DFS来说效率更⾼些。
下⾯上⼀道经典的迷宫问题:这道题挺有意思的,也可以使⽤DFS来写。
之前都是使⽤结构体数组模拟队列操作,也可以使⽤C++STL中的队列容器来写。
继续补充,对BFS算法理解更深刻的是有了层的概念之后,每⼀层的成员要记录⾃⼰的状态。
⽐如在最短路中每⼀层拓展的成员要记录⾃⼰从上层“继承”来的步数,以便到达⽬标的时候,知道⾃⼰⾛了多少步。
⽐如这道题⽬()。
另外在“继承”上层状态的时候,当该层出现某个情况的某个状态和同层的其他情况的状态不⼀致的时候,注意考虑优先级的问题,因为本质上讲,该层的所有情况都是同⼀级别的。
⽐如这道题⽬()。
广度优先搜索(BFS)与深度优先搜索(DFS)的对比及优缺点

⼴度优先搜索(BFS)与深度优先搜索(DFS)的对⽐及优缺点 深搜,顾名思义,是深⼊其中、直取结果的⼀种搜索⽅法。
如果深搜是⼀个⼈,那么他的性格⼀定倔得像头⽜!他从⼀点出发去旅游,只朝着⼀个⽅向⾛,除⾮路断了,他绝不改变⽅向!除⾮四个⽅向全都不通或遇到终点,他绝不后退⼀步!因此,他的姐姐⼴搜总是嘲笑他,说他是个⼀根筋、不撞南墙不回头的家伙。
深搜很讨厌他姐姐的嘲笑,但⼜不想跟⾃⼰的亲姐姐闹⽭盾,于是他决定给姐姐讲述⾃⼰旅途中的经历,来改善姐姐对他的看法。
他成功了,⽽且只讲了⼀次。
从那以后他姐姐不仅再没有嘲笑过他,⽽且连看他的眼神都充满了赞赏。
他以为是⾃⼰路上的各种英勇征服了姐姐,但他不知道,其实另有原因…… 深搜是这样跟姐姐讲的:关于旅⾏呢,我并不把⽬的地的风光放在第⼀位,⽽是更注重于沿路的风景,所以我不会去追求最短路,⽽是把所有能通向终点的路都⾛⼀遍。
可是我并不知道往哪⾛能到达⽬的地,于是我只能每到⼀个地⽅,就向当地的⼈请教各个⽅向的道路情况。
为了避免重复向别⼈问同⼀个⽅向,我就给⾃⼰规定:先问北,如果有路,那就往北⾛,到达下⼀个地⽅的时候就在执⾏此规定,如果往北不通,我就再问西,其次是南、东,要是这四个⽅向都不通或者抵达了终点,那我回到上⼀个地⽅,继续探索其他没去过的⽅向。
我还要求⾃⼰要记住那些帮过他的⼈,但是那些给我帮倒忙的、让我⽩费⼒⽓的⼈,要忘记他们。
有了这些规定之后,我就可以⼤胆的往前⾛了,既不⽤担⼼到不了不⽬的地,也不⽤担⼼重复⾛以前的路。
哈哈哈……深搜优缺点优点1、能找出所有解决⽅案2、优先搜索⼀棵⼦树,然后是另⼀棵,所以和⼴搜对⽐,有着内存需要相对较少的优点缺点1、要多次遍历,搜索所有可能路径,标识做了之后还要取消。
2、在深度很⼤的情况下效率不⾼ ⼴搜,顾名思义,是多管齐下、⼴撒⽹的⼀种搜索⽅法 如果⼴搜是⼀个⼈,那么她⼀定很贪⼼,⽽且喜新厌旧!她从⼀点出发去旅游,先把与起点相邻的地⽅全部游览⼀遍,然后再把与她刚游览过的景点相邻的景点全都游览⼀边……⼀直这样,直⾄所有的景点都游览⼀遍。
迷宫问题(深搜广搜)

迷宫问题(深搜⼴搜)题⽬描述:给出⼀个m*n的迷宫图和⼀个⼊⼝,⼀个出⼝。
编⼀个程序,打印⼀条从迷宫⼊⼝到出⼝的路径。
-1表⽰⾛不通,0表⽰能⾛,只能上下左右⾛;⽆路可⾛输出“no way”;样例输⼊:8 5-1 -1 -1 -1 -10 0 0 0 -1-1 -1 -1 0 -1-1 0 0 0 -1-1 0 0 1 -1-1 0 0 0 -1-1 -1 -1 0 -1-1 0 0 0 -12 18 48 5-1 -1 -1 -1 -10 0 0 0 -1-1 -1 -1 0 -1-1 0 0 0 -1-1 0 0 -1 -1-1 0 0 0 -1-1 -1 -1 -1 -1-1 0 0 0 -12 18 4样例输出:你⽐着我的试试呗。
【代码】1//深搜2 #include<iostream>3 #include<cstdlib>4 #include<cstdio>5using namespace std;6int n,m;7int mmap[100][100];//输⼊的迷宫8int a[100],b[100];//记录每⼀步的横纵坐标9int ckx,cky,rkx,rky,totstep,f;//出⼝x,y;⼊⼝x,y;10void dfs(int,int,int);//深搜11int main()12 {13 scanf("%d%d",&n,&m);//输出迷宫的⼤⼩14for(int i=1;i<=n;i++)15 {16for(int j=1;j<=m;j++)17 {18 scanf("%d",&mmap[i][j]);19 }20 }2122 scanf("%d%d%d%d",&rkx,&rky,&ckx,&cky);//输⼊⼊⼝和出⼝坐标23 dfs(rkx,rky,1);//从⼊⼝深搜,步数是1;24if(f)//如果能搜到输出步数25 {26for(int i=1;i<=totstep;i++)27 {28 cout<<a[i]<<","<<b[i]<<endl;29 }30 }31else32 printf("no way!");33return0;34 }35void dfs(int x,int y,int step)36 {37 a[step]=x;b[step]=y;//第⼀步的x,y;38 mmap[x][y]=1;//打标记39if(x==ckx&&y==cky)//到达终点40 {41 totstep=step;42 f=1;//标记43 }44else45 {46if(y!=m&&mmap[x][y+1]==0)dfs(x,y+1,step+1);//能向右⾛47if((!f)&&x!=n&&mmap[x+1][y]==0)dfs(x+1,y,step+1);//没⾛到终点(因为找到⼀条路就可以了),可以向下⾛ 48if(!f&&x!=1&&mmap[x-1][y]==0)dfs(x-1,y,step+1);//向左⾛49if(!f&&y!=1&&mmap[x][y-1]==0)dfs(x,y-1,step+1);//向上⾛50 }51 }52//⼴搜53 #include<iostream>54 #include<cstdlib>55 #include<cstdio>56using namespace std;57int qx,qy,zx,zy,n,m,f;//起点终点坐标,迷宫的⼤⼩和是否能⾛的标记58int mmap[100][100];59int dx[4]={0,1,0,-1},//能⾛的⽅向60 dy[4]={1,0,-1,0};61int qque[100][4];//队列62int pre[100];//记录前驱63void bfs();64void print(int);65int main()66 {67 scanf("%d%d",&n,&m);68for(int i=1;i<=n;i++)69for(int j=1;j<=m;j++)70 scanf("%d",&mmap[i][j]);71 scanf("%d%d%d%d",&qx,&qy,&zx,&zy);72 bfs();73if(!f)74 printf("no way!");75return0;76 }77void bfs()78 {79int head=0,tail=1,step=1;80 qque[1][1]=qx;qque[1][2]=qy;81do82 {83 head++;84for(int i=0;i<=3;i++)//寻找能⾛的位置85 {86int x=qque[head][1]+dx[i],87 y=qque[head][2]+dy[i];88if(x>=1&&y>=1&&x<=n&&y<=m&&mmap[x][y]==0)//没有超过边界并且没有⾛过;89 {90 mmap[x][y]=1;//标记不能⾛91 tail++;//⼊队92 qque[tail][1]=x;qque[tail][2]=y;93 pre[tail]=head;//记录前驱94if(x==zx&&y==zy)//到达终点输出95 {96 f=1;97 print(tail);98break;99 }100 }101 }102if(f)break;103 }while(head<tail);104 }105void print(int x)106 {107if(pre[x]!=x)108 print(pre[x]);109 cout<<qque[x][1]<<","<<qque[x][2]<<endl;110 }如果是深搜,记录路径就是每⼀步的横纵坐标⽤数组记录就可以了⼴搜路径就⽤记录前驱结点就可以了;。
bfs算法题

bfs算法题
以下是BFS算法的题目示例:
题目:一个长方形的房间,铺着方形瓷砖,瓷砖为红色或黑色。
输入是房间的尺寸和瓷砖的颜色。
输出是这个人从初始瓷砖能到达的瓷砖总数量(包括起点)。
解题思路:这道题可以使用BFS算法求解。
首先将起点放入队列中,然后开始循环,每次取出队列中的第一个元素,检查其上下左右四个方向的相邻元素是否为目标颜色,如果是则将相邻元素加入队列中,并计数器加一。
重复这个过程直到队列为空,此时计数器的值即为答案。
题目:有一个迷宫,迷宫由若干个房间组成,每个房间有一个出入口。
有些房间是危险的,有些房间是安全的。
现在从任意一个房间出发,目标是到达安全房间。
每一步只能走到相邻的房间。
有一些房间有两个或更多的出入口,可以从任意一个出入口离开该房间。
请编写一个程序判断从任意房间出发是否能够到达安全房间。
解题思路:这道题可以使用BFS算法求解。
首先将起点加入队列中,然后开始循环,每次取出队列中的第一个元素,遍历其所有相邻元素,如果相邻元素为目标房间或安全房间,则将其加入队列中,并标记为已访问。
重复这个过程直到队列为空,此时如果还有未访问的房间,则说明无法到达目标房间。
以上是两个BFS算法的题目示例,当然还有很多其他的题目可以应用BFS算法求解。
“八数码问题求解”程序说明

“八数码问题求解”程序说明(姓名:崔秋石学号:1080329038 班级:B0803291)一、程序中使用到得算法本程序用到了三种搜索算法,分别是BFS(广度优先搜索)、DFS(深度优先搜索)和A 算法。
A.BFS算法步骤:1.每次搜索之前清空OPEN 、CLOSED、PATH三表,并初始化初始状态Initstate;2.将初始节点放入OPEN表中;3.判断初始和目标状态Goalstate是否相同,如是则成功退出;4.将OPEN表中首端第一个节点取出放入CLOSED表中;5.如果OPEN表为空,则失败退出。
否则用函数expandnodeBFS按Left,Right,Up,Down顺序扩展节点。
给子节点的深度赋值,定义其父节点和子节点的指针;6.判断扩展后的子节点是否和目标节点相同,如是则成功退出,并用FindPath函数按照其父节点回溯到初始节点以寻找路径,并把所寻每一节点放入PATH表中;如果不相同,则把它放入OPEN表末端;7.转步骤4。
广度优先搜索算法程序流程示意图B.D FS算法步骤:1.将初始节点S放入OPEN表中,若此节点为目标节点,则得解;2.若OPEN表为空,则失败退出;3.把OPEN表中首端第二个节点n移出,放入CLOSED表中;4.若节点n的深度等于最大限制深度;则转向2;5.扩展节点n,产生其全部子节点,并将它们放入OPEN表首端,并给出返回n的指针,若节点不能扩展,则转向2;6.若后继子节点中有目标节点,则得解,成功退出。
深度优先搜索算法程序流程示意图C.H euristic A算法步骤:1.每次搜索之前清空OPEN 、CLOSED、PATH三表,并初始化初始状态Initstate;2.将初始节点放入OPEN表中;3.判断初始和目标状态Goalstate是否相同,如是则成功退出;4.从OPEN表中找到估价值最小的节点(函数Evaluate)将其取出放入CLOSED表中。
5.如果OPEN表为空,则失败退出。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
/*宝葫芦问题解题报告
题目:宝葫芦被放在一个城堡里。
城堡由n*m个方格组成,你只能从当前所在的方格跳到相邻的4个方格里,而且不能跳出城堡的范围。
城堡中某些方格里有弹簧
,每个弹簧具有一个特定能量p,不同弹簧的p值不一定相同。
如果你跳到一个有弹簧的方格,就会立刻沿着原来运动的方向继续跳p格,如果跳到的方格里又有
弹簧,就马上继续跳,直到跳到一个空的方格或者被墙挡住无法继续前进为止。
你能否尽快找到宝葫芦吗?
输入:第一行有两个整数,n和m(3=<n,m<=100),分别是城堡的行数和列数。
其后是一个非负整数k,表示弹簧的个数。
在接下来的k行里,每行有三个正数x, y,
p,以空格隔开,其中x和y是弹簧的坐标(2=<x<=n-1, 2=<y<=m-1),p是弹簧的能量。
在下面的两行里,分别是你和宝葫芦的坐标。
此外,你在空中经过的弹簧对
你没有任何影响。
已知你、宝葫芦和弹簧的初始位置都不同。
x坐标轴的范围是1到n,y 坐标轴的范围是1到m。
有多组测试用例。
输出:
最少的步数,或者impossible
题目来源:bit网络教室
解题思路:首先明确这是一个搜索问题,并且不需要记录路径,那么就不需要要用深搜(dfs),并且深搜需要搜索完所有的点才能却确定出最小的解,这个代价是
很大的,所以应该选择广搜(bfs)。
在搜索的时候,建立队列,把人的起点都放在队列的开始,然后从它开始搜索,搜都的点放在队列里,然后从队列里取值搜
索,直到到搜到宝葫芦为止,最少的步数就是搜索的层数,若果搜索完队列里的所有元素,还没有找到宝葫芦,那么就是impossible。
需要注意的细节:
1)当你跳到弹簧的时候,一定要把此次弹簧跳的终点存在队列里,而不是把弹簧的坐标存在队列里面。
2)弹簧可能被用多次,跳过之后不要删
附上代码,仅供参考:
*/
#include<stdio.h>
#include<math.h>
#define N 105
int n,m,flag;
int front,rear;
int spring[N][N],map[N][N],pp[N*N];///spring[][]弹簧,map[][]标记是否搜过,0-还没碰过,1-看到了,2-搜过了;pp[]该点至少跳几次才到
struct point
{
int x;
int y;
};
struct point end,p[N*N];
void findlast(int &p1,int &p2,int fang1,int fang2)//如果遇到弹簧,那么需要找到最终的落点{
int a=p1,b=p2;
p1+=fang1*spring[a][b];
p2+=fang2*spring[a][b];
if(p1<=0)
{
p1=1;
return;
}
if(p1>n)
{
p1=n;
return;
}
if(p2<=0)
{
p2=1;
return ;
}
if(p2>m)
{
p2=m;
return;
}
if( spring[p1][p2]==0 )
return;
else findlast(p1,p2,fang1,fang2);
}int search(int a,int b)
{
if( a==end.x && b==end.y )
return 1;
else
{
int tag=pp[front]+1;///tag无其他还以,只是pp[front]+1需要用很多次,为了简便,下同
if(b-1>0&&map[a][b-1]==0)
{
if(spring[a][b-1]>0)////判断是否有弹簧,下同
{
int p1=a,p2=b-1;
findlast(p1,p2,0,-1);////找到最终的落点,最终的落点就是要存在队列里的点,0,-1,表示此时搜索方向,下同
if(map[p1][p2]==0)
{
p[rear].x=p1;
p[rear].y=p2;
pp[rear++]=tag;
map[p1][p2]=1;
}
}
else
{
p[rear].x=a;
p[rear].y=b-1;
pp[rear++]=tag;
map[a][b-1]=1;
}
}
if(a-1>0&&map[a-1][b]==0)
{
if(spring[a-1][b]>0)
{
int p1=a-1,p2=b;
findlast(p1,p2,-1,0);
if(map[p1][p2]==0)
{
p[rear].x=p1;
p[rear].y=p2;
pp[rear++]=tag;
map[p1][p2]=1;
}
}
else
{
p[rear].x=a-1;
p[rear].y=b;
pp[rear++]=tag;
map[a-1][b]=1;
}
}
if(a+1<=n&&map[a+1][b]==0)
{
if(spring[a+1][b]>0)
{
int p1=a+1,p2=b;
findlast(p1,p2,1,0);
if(map[p1][p2]==0)
{
p[rear].x=p1;
p[rear].y=p2;
pp[rear++]=tag;
map[p1][p2]=1;
++rear;
}
}
else
{
p[rear].x=a+1;
p[rear].y=b;
pp[rear++]=tag;
map[a+1][b]=1;
}
}
if(b+1<=m&&map[a][b+1]==0) {
if(spring[a][b+1]>0)
{
int p1=a,p2=b+1;
findlast(p1,p2,0,1);
if(map[p1][p2]==0)
{
p[rear].x=p1;
p[rear].y=p2;
pp[rear++]=tag;
map[p1][p2]=1;
}
}
else
{
p[rear].x=a;
p[rear].y=b+1;
pp[rear++]=tag;
map[a][b+1]=1;
}
}
}
return 0;
};
int main()
{
int k,i,j;
while(scanf("%d%d%d",&n,&m,&k)!=EOF)
{
for(i=1;i<=n;++i)
{
for(j=1;j<=m;++j)
{
spring[i][j]=0;
map[i][j]=0;
}
}
while(k--)
{
scanf("%d%d",&i,&j);///输入弹簧坐标
scanf("%d",&spring[i][j]);///输入该弹簧能量
}
front=0;rear=1;
scanf("%d%d%d%d",&p[front].x,&p[front].y,&end.x,&end.y);///输入起点和终点,即是你的位置和宝葫芦的位置
pp[front]=0;
while(front<rear)
{
if(search(p[front].x,p[front].y))
break;
front++;
}
if(front==rear)
printf("impossible\n");
else
printf("%d\n",pp[front]);
}
return 0;
}。