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笔试-广度优先搜索BFS-信号强度

news 来源：原创 2025/5/12 14:50:36

应用

网络信号经过传递会逐层衰减，遇到阻碍物无法直接穿透，但可以绕过，在此情况下计算某个位置的网络信号值。

array[m][n]是一个二维数组，代表网格地图。array[i][j]=0代表空旷位置，array[i][j]=x代表强度为x的信号源，array[i][j]=-1代表阻碍物有1个。整个网格地图包含多个阻碍物，信号衰减是信号源上下左右相邻网格-1。
输入：
m、n代表mn的数组；
一串以空格分隔的整数，共mn个，数值含义如上述解释；
i、j代表待求信号强度的位置；

实现

m, n = input("请输入网格地图的行数、列数：").split()
M = int(m)
N = int(n)

strs = input("请输入网格地图的数据，以空格分开：").split()
data = [int(i) for i in strs]

# 创建二维列表
array = []
for i in range(0, M):
    r = []
    # 填入数据：一次填N个，填M次
    for j in range(i * N, i*N + N):
        r.append(data[j])
    array.append(r)
# print(array)

x, y = input("请输入待求信号强度的位置：").split()
X = int(x)
Y = int(y)

# 获取起点坐标
begin = []
for i in range(0, M):
    for j in range(0, N):
        if array[i][j] > 0:
            begin.append(i)
            begin.append(j)
A = begin[0]
B = begin[1]

# 以当前位置为本次坐标，计算下一次的所有坐标
def calculate_next(previous_x, previous_y, current_x, current_y, array, M, N):
    # 下一次坐标位置：上、下、右、左
    lst = [
        [current_x - 1, current_y], 
        [current_x + 1, current_y], 
        [current_x, current_y + 1],
        [current_x, current_y - 1]
        ]
    
    nxt = []

    for i in lst:
        next_x = i[0]
        next_y = i[1]
        # 坐标数值合理
        if 0 <= next_x <= M-1 and 0 <= next_y <= N-1:
            # 向“0”传播
            if array[next_x][next_y] == 0:
                # 禁止返回上次位置
                if next_x != previous_x and next_y != previous_y:
                    nxt.append([next_x, next_y])

    return nxt

# 传播
def broadcast(previous_x, previous_y, current_x, current_y, visited, step, result, array, M, N, X, Y):
    # 坐标作为元组放入集合，记录已访问的位置
    visited.add((previous_x, previous_y))
    visited.add((current_x, current_y))
    
    if current_x == X and current_y == Y:
        # 到达目标地点，就把步数保存
        result.append(step)
    else:
        # 计算所有可能下一步
        nxt = calculate_next(previous_x, previous_y, current_x, current_y, array, M, N)
        # print(nxt)
    
        if nxt:
            # 存在下一步的可能，开始传播，步数加一
            step += 1
            # 下一位置的前坐标是当前位置的坐标
            previous_x = current_x
            previous_y = current_y

            for i in nxt:
                # 下一位置的当前坐标赋值
                current_x = i[0]
                current_y = i[1]
                # 检测下一位置是否被访问过
                if (current_x, current_y) not in visited:
                    # print(previous_x, previous_y, current_x, current_y, step)
                    # 继续下一次传播
                    broadcast(previous_x, previous_y, current_x, current_y, visited, step, result, array, M, N, X, Y)
        else:
            print("无路可走")

current_x = A
current_y = B
previous_x = None
previous_y = None

visited = set()

step = 0
result = []

broadcast(previous_x, previous_y, current_x, current_y, visited, step, result, array, M, N, X, Y)

if result:
    # 目的可达，从小到大排序，选最小步数
    result.sort()
    signal = array[A][B] - result[0]

    if signal >= 0:
        print(signal)
    else:
        # 信号强度为负，就标记成0
        print(0)
else:
    print("目的不可达")

请输入网格地图的行数、列数：6 5
请输入网格地图的数据，以空格分开：0 0 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0
请输入待求信号强度的位置：1 4
2

请输入网格地图的行数、列数：6 5
请输入网格地图的数据，以空格分开：0 0 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
请输入待求信号强度的位置：2 1
0