在C ++中对矩阵进行广度优先搜索

在给定的矩阵中,有四个对象可以分析元素的位置:左,右,下和上。

广度优先搜索仅是找到给定的二维矩阵的两个元素之间的最短距离。因此,在每个单元格中,我们可以执行四个操作,这些操作可以用四个数字表示,例如,

  • “ 2”表示矩阵中的单元格是“源”。

  • “ 3”表示矩阵中的单元格是“目标”。

  • “ 1”表示该单元可以沿一个方向进一步移动。

  • “ 0”表示矩阵中的单元不能沿任何方向移动。

基于adobe合理性,我们可以对给定的矩阵执行广度优先搜索操作。

解决这个问题的方法

使用BFS遍历整个矩阵并找到任何像元之间的最小或最短距离的算法如下:

  • 首先获取输入的行和列。

  • 用给定的行和列初始化矩阵。

  • 整数函数shortestDist(int row,int col,int mat [] [col])将行,列和矩阵作为输入,并返回矩阵元素之间的最短距离。

  • 初始化变量source和destination,以找出源以及目标元素。

  • 如果元素为'3',则将其标记为目标元素,如果元素为'2',则将其标记为源元素。

  • 现在初始化队列数据结构,以在给定的矩阵上执行广度优先搜索。

  • 成对插入矩阵的行和列在队列中。现在移入单元格,找出它是否是目标单元格。如果目标像元的距离小于或小于当前像元,请更新距离。

  • 再次向另一个方向移动,以找出该单元格与当前单元格的最小距离。

  • 返回最小距离作为输出。

示例

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int findDistance(int row, int col, int mat[][5]) {
   int source_i, source_j, destination_i, destination_j;
   for (int i = 0; i < row; i++) {
      for (int j = 0; j < col; j++) {
         if (mat[i][j] == 2) {
            source_i = i;
            source_j = j;
         }
         if (mat[i][j] == 3) {
            destination_i = i;
            destination_j = j;
         }
      }
   }
   int dist[row][col];
   for (int i = 0; i < row; i++) {
      for (int j = 0; j < col; j++)
         dist[i][j] = INT_MAX;
   }
   // 初始化队列以在矩阵上启动BFS
   queue < pair < int, int >> q;
   q.push(make_pair(source_i, source_j));
   dist[source_i][source_j] = 0;

   // 通过添加约束检查来修改BFS
   while (!q.empty()) {
      // 存储单元格的x坐标或行信息
      int x = q.front().first;
      // 存储单元格的y坐标或列信息
      int y = q.front().second;
      // 从队列中删除单元格
      q.pop();

      // 如果允许向左移动或它是目标单元格
      if (y - 1 >= 0 && (mat[x][y - 1] == 1 || mat[x][y - 1] == 3)) {
         // 如果到达单元格左侧的距离小于计算的先前路径距离,请对其进行更新
         if (dist[x][y] + 1 < dist[x][y - 1]) {
            dist[x][y - 1] = dist[x][y] + 1;
            q.push(mkp(x, y - 1));
         }
      }
      // 如果允许向右移动或它是目标单元格
      if (y + 1 < col && (mat[x][y + 1] == 1 || mat[x][y + 1] == 3)) {
         // 如果到达右侧像元的距离小于计算的先前路径距离,请对其进行更新
         if (dist[x][y] + 1 < dist[x][y + 1]) {
            dist[x][y + 1] = dist[x][y] + 1;
            q.push(mkp(x, y + 1));
         }
      }
      // 如果允许向上方向
      if (x - 1 >= 0 && (mat[x - 1][y] == 1 || mat[x - 1][y] == 3)) {
         if (dist[x][y] + 1 < dist[x - 1][y]) {
            dist[x - 1][y] = dist[x][y] + 1;
            q.push(mkp(x - 1, y));
         }
      }

      // 如果允许向下方向
      if (x + 1 < row && (mat[x + 1][y] == 1 || mat[x + 1][y] == 3)) {
         // 如果到达像元的距离小于计算的先前路径距离,请更新它
         if (dist[x][y] + 1 < dist[x + 1][y]) {
            dist[x + 1][y] = dist[x][y] + 1;
            q.push(mkp(x + 1, y));
         }
      }
   }
   return dist[destination_i][destination_j];
}

int main() {
   // 初始化行数和列数
   int row = 5;
   int col = 5;
   // 初始化矩阵
   int mat[][5] = {
      {1, 0, 0, 2, 1},
      {1, 0, 1, 1, 1},
      {0, 1, 1, 2, 0},
      {3, 1, 0, 0, 1},
      {1, 1, 0, 0, 1}
   };
   int answer = findDistance(row, col, mat);
   // 当源和目标不可访问时
   if (answer == INT_MAX)
      cout << "No Path Found" << endl;
   else {
      cout << "源到目的地的最短距离是:" << endl;
      cout << answer << endl;
   }
   return 0;
}
输出结果
源到目的地的最短距离是:4