老鼠走迷宫算法分析.doc

PAGE  PAGE 7 一种电脑鼠走迷宫的算法 电脑鼠走迷宫的算法 1　探测策略 电脑鼠走迷宫可以采用全迷宫探索策略，即将迷宫的所有单元均有哪些信誉好的足球投注网站一次，从中找出最佳的行走路径。这种策略需要有足够的时间或探测次数，但在IEEE竞赛规则中每场竞赛只有15分钟的时间，因此是不可能的。另一种方法是部分迷宫探索策略，即在有限的时间或探测次数下，只探测迷宫的一部分，从中找出次最佳的路径，显然只能采用这种策略。 电脑鼠在一巷道内行走，如果最后无路可走，则该巷为死巷。电脑鼠在任一单元内，可能的行走方向最多只有三个（前、左、右），如果有二个或二个以上的可能行走方向，称为交叉，遇有交叉时，由于有多个可以行走的方向，在行走方向的选择上，可有下面的几种选择法则： 右手法则：遇有交叉时，以右边为优先的前进方向，然后是直线方向、左边方向。 左手法则：遇有交叉时，以左边为优先的前进方向，然后是直线方向、右边方向。 中左法则：遇有交叉时，以直线为优先的前进方向，然后是左边方向、右边方向。与此类似的还有中右法则。 乱数法则：遇有交叉时，取随机值作为前进方向。 向心法则：由于终点在迷宫的中心，遇有交叉时，以向迷宫中心的方向为优先的前进方向。 2　标记 为了记忆迷宫的详细信息，需要对迷宫单元的位置进行线路标记。全迷宫共有16×16个单元组成，可采用二维坐标方式标记，即用每个单元的XY坐标表示，如起点可标记为（0，0），终点为（7，7）。此外，还需要对迷宫单元的可行进方向进行标记，可采用绝对方位或相对方位二种方式。 绝对方位：这是一种与电脑鼠行进方向无关的标记方式，以一个四位的二进制数，分别表示“东”﹑“西”﹑“南”和“北”四个方向。以1表示允许行进（无墙壁），0表示不允许行进（有墙壁）。 相对方位：这是一种与电脑鼠行进方向有关的标记方式，以一个三位的二进制数即可实现标记，分别表示“前”“左”“右”， 以1表示允许（无墙壁），0表示不允许（有墙壁）。 3　阻断 在电脑鼠试跑过程中或在最后冲刺时，需要对部分路径进行“阻断”，即在发现某条路径是死路（只有入口而无出口）时，在该路径的入口处（一般是交叉点）设置标记，即将入口的线路标记由1改为0。 4　试跑 试跑是获得迷宫地图（各单元路线标记）的唯一方法，因而应在规则允许的情况下，尽可能多的获得迷宫信息，为最后的冲刺准备尽可能多的信息。在试跑过程中，要对经过的单元进行线路标记，同时还要选择一个合适的探测策略。 下面以1/4迷宫为例进行说明。假设迷宫图布局如图三所示，共有8×8=64个单元，起点在左下角（Start），终点在右上角（End）。选用一个8×8的矩阵map保存迷宫地图信息，矩阵的每个元素为1个字节，高4位表示探测到的可行进路径，以绝对方位标记，次序为“北”﹑“东”﹑“西”﹑“南”。低4位记录自起点的交叉点的个数。探测策略采用右手法则，在初始状态，矩阵map各元素的值均为FFH，00H表示死巷。 图三　1/4迷宫 在探测过程中，如果下一个可行进的单元已经探测过（对应的矩阵元素值非00H或非FFH），只有在发现死巷时，才对map中的数据进行修改。对于其它情况，无论探测结果与矩阵中对应元素存储的信息是否一致，均不修改存储的信息。对于复杂的迷宫，往往不能仅使用一种探测策略，而要综合考虑，如增加向心法则。当发现交叉点时，应将该单元坐标和线路特征保存（如入栈），再分析可行的下一个单元是否已经探测过，如果均未探测过，则根据探测策略，选择一方向进行探测。如果部分单元已经探测，则选择未被探测的单元进行探测。遇有死巷，应返回最近的交叉点，同时将死巷阻断，修改入口单元的相应数值。 图四为首次探测时电脑鼠的行走路线示意，电脑鼠在探测过程中，将获得行走过的各单元的线路特征，表一为电脑鼠探测到（5，0）单元时的二维表（以十六进制表示，高4位为线路标记，低4位为交叉点数）。 图四　首次探测行走路线 7FFHFFHFFHFFHFFHFFHFFHend6FFHFFHFFHFFHFFHFFHFFHFFH530H50HFFHFFHFFHFFHFFHFFH490H90HFFHFFHFFHFFHFFHFFH390HD1HFFHFFHFFHFFHFFHFFH290H90HFFHFFHFFHFFHFFHFFH190HB2HFFHFFHFFHFFHFFHFFH080HC0H60H60H60H60HFFHFFH01234567　　 表一　探测到（5，0）时的map二维表 从图四可以看出，该巷为一死巷，当电脑鼠探测到（7，0）时，发现是死巷，将按原路返回到最近的交叉点（1，