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Explication détaillée de la génération de labyrinthe PHP et de l'algorithme de recherche automatique de chemin

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Libérer： 2023-03-18 12:44:01

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Comment utiliser PHP pour générer un labyrinthe et trouver un chemin pour le résoudre ? Cet article présente principalement la génération de labyrinthe et les algorithmes de recherche automatique de chemin de PHP, et fournit une explication détaillée de la génération de labyrinthe et des algorithmes de recherche de chemin automatique de PHP. J'espère que cela aide tout le monde.

L'exemple de cet article décrit le labyrinthe profond de génération de calendrier de l'arborescence PHP et l'algorithme de recherche automatique de chemin A*. Partagez-le avec tout le monde pour votre référence. L'analyse spécifique est la suivante :

Un collègue a recommandé l'algorithme du labyrinthe de Sansi. Après l'avoir lu, je l'ai trouvé plutôt bon, alors je l'ai converti en PHP
L'algorithme du labyrinthe de Sansi utilise le principe de la profondeur de l'arbre. traversée, donc le labyrinthe généré de cette manière est assez bon, et le nombre d'impasses est relativement faible !
Il n'y a qu'un seul chemin entre deux points.

Quant à l'algorithme de recherche de chemin A*, c'est l'algorithme de recherche de chemin entièrement automatique le plus populaire

Sans plus tarder, voici le code

Classe de génération de labyrinthe :

class Maze{
    // Maze Create
    private $_w;
    private $_h;
    private $_grids;
    private $_walkHistory;
    private $_walkHistory2;
    private $_targetSteps;
    // Construct
    public function Maze() {
        $this->_w = 6;
        $this->_h = 6;
        $this->_grids = array();
    }
    // 设置迷宫大小
    public function set($width = 6, $height = 6) {
        if ( $width > 0 ) $this->_w = $width;
        if ( $height > 0 ) $this->_h = $height;
        return $this;
    }
    // 取到迷宫
    public function get() {
        return $this->_grids;
    }
    // 生成迷宫
    public function create() {
        $this->_init();
        return $this->_walk(rand(0, count($this->_grids) -1 ));
    }
    // 获取死胡同点
    public function block($n = 0, $rand = false) {
        $l = count($this->_grids);
        for( $i = 1; $i < $l; $i++ ) {
            $v = $this->_grids[$i];
            if ( $v == 1 || $v == 2 || $v == 4 || $v == 8 ) {
                $return[] = $i;
            }
        }
        // 随机取点
        if ( $rand ) shuffle($return);
 
        if ( $n == 0 ) return $return;
 
        if ( $n == 1 ) {
            return array_pop($return);
        } else {
            return array_slice($return, 0, $n);
        }
    }
    /**
    |---------------------------------------------------------------
    | 生成迷宫的系列函数
    |---------------------------------------------------------------
    */
    private function _walk($startPos) {
        $this->_walkHistory = array();
        $this->_walkHistory2 = array();
        $curPos = $startPos;
        while ($this->_getNext0() != -1) {
            $curPos = $this->_step($curPos);
            if ( $curPos === false ) break;
        }
        return $this;
    }
    private function _getTargetSteps($curPos) {
        $p = 0;
        $a = array();
        $p = $curPos - $this->_w;
        if ($p > 0 && $this->_grids[$p] === 0 && ! $this->_isRepeating($p)) {
            array_push($a, $p);
        } else {
            array_push($a, -1);
        }
        $p = $curPos + 1;
        if ($p % $this->_w != 0 && $this->_grids[$p] === 0 && ! $this->_isRepeating($p)) {
            array_push($a, $p);
        } else {
            array_push($a, -1);
        }
        $p = $curPos + $this->_w;
        if ($p < count($this->_grids) && $this->_grids[$p] === 0 && ! $this->_isRepeating($p)) {
            array_push($a, $p);
        } else {
            array_push($a, -1);
        }
        $p = $curPos - 1;
        if (($curPos % $this->_w) != 0 && $this->_grids[$p] === 0 && ! $this->_isRepeating($p)) {
            array_push($a, $p);
        } else {
            array_push($a, -1);
        }
        return $a;
    }
    private function _noStep() {
        $l = count($this->_targetSteps);
        for ($i = 0; $i < $l; $i ++) {
            if ($this->_targetSteps[$i] != -1) return false;
        }
        return true;
    }
    private function _step($curPos) {
        $this->_targetSteps = $this->_getTargetSteps($curPos);
        if ( $this->_noStep() ) {
            if ( count($this->_walkHistory) > 0 ) {
                $tmp = array_pop($this->_walkHistory);
            } else {
                return false;
            }
            array_push($this->_walkHistory2, $tmp);
            return $this->_step($tmp);
        }
        $r = rand(0, 3);
        while ( $this->_targetSteps[$r] == -1) {
            $r = rand(0, 3);
        }
        $nextPos = $this->_targetSteps[$r];
        $isCross = false;
        if ( $this->_grids[$nextPos] != 0)
            $isCross = true;
        if ($r == 0) {
            $this->_grids[$curPos] ^= 1;
            $this->_grids[$nextPos] ^= 4;
        } elseif ($r == 1) {
            $this->_grids[$curPos] ^= 2;
            $this->_grids[$nextPos] ^= 8;
        } elseif ($r == 2) {
            $this->_grids[$curPos] ^= 4;
            $this->_grids[$nextPos] ^= 1;
        } elseif ($r == 3) {
            $this->_grids[$curPos] ^= 8;
            $this->_grids[$nextPos] ^= 2;
        }
        array_push($this->_walkHistory, $curPos);
        return $isCross ? false : $nextPos;
    }
    private function _isRepeating($p) {
        $l = count($this->_walkHistory);
        for ($i = 0; $i < $l; $i ++) {
            if ($this->_walkHistory[$i] == $p) return true;
        }
        $l = count($this->_walkHistory2);
        for ($i = 0; $i < $l; $i ++) {
            if ($this->_walkHistory2[$i] == $p) return true;
        }
        return false;
    }
    private function _getNext0() {
        $l = count($this->_grids);
 
        for ($i = 0; $i <= $l; $i++ ) {
            if ( $this->_grids[$i] == 0) return $i;
        }
        return -1;
    }
    private function _init() {
        $this->_grids = array();
        for ($y = 0; $y < $this->_h; $y ++) {
            for ($x = 0; $x < $this->_w; $x ++) {
                array_push($this->_grids, 0);
            }
        }
        return $this;
    }
}

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Un* algorithme de recherche de chemin

class AStar{
    // A-star
    private $_open;
    private $_closed;
    private $_start;
    private $_end;
    private $_grids;
    private $_w;
    private $_h;
    // Construct
    public function AStar(){
        $this->_w = null;
        $this->_h = null;
        $this->_grids = null;
    }
    public function set($width, $height, $grids) {
        $this->_w = $width;
        $this->_h = $height;
        $this->_grids = $grids;
        return $this;
    }
    // 迷宫中寻路
    public function search($start = false, $end = false) {
        return $this->_search($start, $end);
    }
    /**
    |---------------------------------------------------------------
    | 自动寻路 - A-star 算法
    |---------------------------------------------------------------
    */
    public function _search($start = false, $end = false) {
        if ( $start !== false ) $this->_start = $start;
        if ( $end !== false ) $this->_end = $end;
        $_sh = $this->_getH($start);
        $point[&#39;i&#39;] = $start;
        $point[&#39;f&#39;] = $_sh;
        $point[&#39;g&#39;] = 0;
        $point[&#39;h&#39;] = $_sh;
        $point[&#39;p&#39;] = null;
        $this->_open[] = $point;
        $this->_closed[$start] = $point;
        while ( 0 < count($this->_open) ) {
            $minf = false;
            foreach( $this->_open as $key => $maxNode ) {
                if ( $minf === false || $minf > $maxNode[&#39;f&#39;] ) {
                    $minIndex = $key;
                }
            }
            $nowNode = $this->_open[$minIndex];
            unset($this->_open[$minIndex]);
            if ( $nowNode[&#39;i&#39;] == $this->_end ) {
                $tp = array();
                while( $nowNode[&#39;p&#39;] !== null ) {
                    array_unshift($tp, $nowNode[&#39;p&#39;]);
                    $nowNode = $this->_closed[$nowNode[&#39;p&#39;]];
                }
                array_push($tp, $this->_end);
                break;
            }
            $this->_setPoint($nowNode[&#39;i&#39;]);
        }
        $this->_closed = array();
        $this->_open = array();
        return $tp;
    }
    private function _setPoint($me) {
        $point = $this->_grids[$me];
        // 所有可选方向入队列
        if ( $point & 1 ) {
            $next = $me - $this->_w;
            $this->_checkPoint($me, $next);
        }
        if ( $point & 2 ) {
            $next = $me + 1;
            $this->_checkPoint($me, $next);
        }
        if ( $point & 4 ) {
            $next = $me + $this->_w;
            $this->_checkPoint($me, $next);
        }
        if ( $point & 8 ) {
            $next = $me - 1;
            $this->_checkPoint($me, $next);
        }
    }
    private function _checkPoint($pNode, $next) {
        if ( $this->_closed[$next] ) {
            $_g = $this->_closed[$pNode][&#39;g&#39;] + $this->_getG($next);
            if ( $_g < $check[&#39;g&#39;] ) {
                $this->_closed[$next][&#39;g&#39;] = $_g;
                $this->_closed[$next][&#39;f&#39;] = $this->_closed[$next][&#39;g&#39;] + $this->_closed[$next][&#39;h&#39;];
                $this->_closed[$next][&#39;p&#39;] = $pNode;
            }
        } else {
            $point[&#39;p&#39;] = $pNode;
            $point[&#39;h&#39;] = $this->_getH($next);
            $point[&#39;g&#39;] = $this->_getG($next);
            $point[&#39;f&#39;] = $point[&#39;h&#39;] + $point[&#39;g&#39;];
            $point[&#39;i&#39;] = $next;
            $this->_open[] = $point;
            $this->_closed[$next] = $point;
        }
    }
    private function _getG($point) {
        return abs($this->_start - $point);
    }
    private function _getH($point) {
        return abs($this->_end - $point);
    }
}

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