从字符串创建图表

Question

让我们考虑一个由字符串定义的“迷宫”，例如

'''
################
#******#########
#*####*********#
##############*#
#*****#*#***##F#
#*###*###*#****#
#S###*****######
################
''' 

符号“#”表示墙，符号“*”表示可能的路径。而且“S”是起点，“F”是终点。

我想应用路径搜索算法来解决这个迷宫，例如广度优先搜索。我读过该算法使用图表来找到正确的路径。我的问题来了。

我想根据我的路径创建一个图表。我认为它应该看起来像这样：

graph = {
    0: [],
    ...
    17: [18],
    18: [17, 19],
    ...
}

因为第一个节点是一堵墙，所以它没有链接到任何路径，第十七个节点是一条路径，它链接到他的邻居等等。

我的第一个想法是实现几个功能，迷宫的中心和侧面的不同。

例如，我想检查图表内的所有节点i（我指的是不在两侧的节点）我会检查它们是否链接到i-n_1, i-n_2, i-n_3, i-n_4，因为我们只能去楼下，楼上，左右。 n_j 取决于迷宫的大小。

但是我发现这个想法完全无效且丑陋。如果有任何其他想法或提示，我将不胜感激。

Answer 1

将这样的字符串读入图表并不难。

第一个函数获取所有非壁单元的坐标，第二个函数找出哪些是相邻的。

import collections


def read_maze_string(maze_string):
    start_coord = None
    end_coord = None
    non_walls = set()

    for y, row in enumerate(maze_string.strip().splitlines()):
        for x, c in enumerate(row):
            if c == "#":
                continue
            non_walls.add((x, y))
            if c == "S":
                start_coord = (x, y)
            if c == "F":
                end_coord = (x, y)
    return (non_walls, start_coord, end_coord)


def get_graph(non_walls):
    neighbors = collections.defaultdict(set)
    neighbor_deltas = [(-1, 0), (+1, 0), (0, -1), (0, +1)]  # You could also add the diagonal deltas
    for c in non_walls:
        x, y = c
        for dx, dy in neighbor_deltas:
            nc = (x + dx, y + dy)  # neighbor coordinate
            if nc in non_walls:
                neighbors[c].add(nc)
    return dict(neighbors)


non_walls, start_coord, end_coord = read_maze_string(
    """
################
#******#########
#*####*********#
##############*#
#*****#*#***##F#
#*###*###*#****#
#S###*****######
################
"""
)
graph = get_graph(non_walls)
print(graph)

输出例如

{(3, 4): {(4, 4), (2, 4)}, (14, 4): {(14, 3), (14, 5)}, (3, 1): {(4, 1), (2, 1)}, (5, 4): {(4, 4), (5, 5)}, (5, 1): {(6, 1), (4, 1)}, (9, 2): {(8, 2), (10, 2)}, (9, 5): {(9, 6), (9, 4)}, (11, 2): {(12, 2), (10, 2)}, (11, 5): {(12, 5), (11, 4)}, (8, 6): {(9, 6), (7, 6)}, (13, 2): {(14, 2), (12, 2)}, (1, 6): {(1, 5)}, (13, 5): {(12, 5), (14, 5)}, (6, 2): {(6, 1), (7, 2)}, (14, 3): {(14, 2), (14, 4)}, (5, 6): {(6, 6), (5, 5)}, (8, 2): {(9, 2), (7, 2)}, (11, 4): {(10, 4), (11, 5)}, (10, 2): {(11, 2), (9, 2)}, (9, 4): {(10, 4), (9, 5)}, (2, 4): {(3, 4), (1, 4)}, (1, 2): {(1, 1)}, (2, 1): {(3, 1), (1, 1)}, (1, 5): {(1, 6), (1, 4)}, (6, 1): {(6, 2), (5, 1)}, (7, 6): {(6, 6), (8, 6)}, (12, 2): {(13, 2), (11, 2)}, (12, 5): {(13, 5), (11, 5)}, (14, 2): {(13, 2), (14, 3)}, (4, 1): {(3, 1), (5, 1)}, (14, 5): {(13, 5), (14, 4)}, (4, 4): {(5, 4), (3, 4)}, (5, 5): {(5, 4), (5, 6)}, (10, 4): {(11, 4), (9, 4)}, (1, 1): {(1, 2), (2, 1)}, (9, 6): {(9, 5), (8, 6)}, (1, 4): {(2, 4), (1, 5)}, (7, 2): {(8, 2), (6, 2)}, (6, 6): {(7, 6), (5, 6)}}