使用BFS的網格中的最短路徑

Question

網格由以下項目組成，如python列表列表

g = [
    ['1', '1', '1', '1', '1'],
    ['S', '1', 'X', '1', '1'],
    ['1', '1', '1', '1', '1'],
    ['X', '1', '1', 'E', '1'],
    ['1', '1', '1', '1', 'X']
]

S表示開始，E表示結束。

1表示允許的路徑，X表示不允許的路徑

一個簡單的BFS遍歷代碼是

def find_path_bfs(s, e, grid):
    queue = list()
    path = list()
    queue.append(s)

    while len(queue) > 0:
        node = queue.pop(0)
        path.append(node)
        mark_visited(node, v)

        if node == e:
            break

        adj_nodes = get_neighbors(node, grid)
        for item in adj_nodes:
            if is_visited(item, v) is False:
                queue.append(item)

    return path

據我所知，該算法使用以下輸出正確遍歷

[(1, 0), (1, 1), (2, 0), (0, 0), (2, 1), (0, 1), (2, 1), (0, 1), (2, 2), (3, 1), (0, 2), (2, 2), (3, 1), (0, 2), (2, 3), (3, 2), (3, 2), (4, 1), (0, 3), (2, 3), (3, 2), (3, 2), (4, 1), (0, 3), (2, 4), (3, 3)]

列表中的每個元組代表原始圖中節點的索引。

如何重寫我的BFS代碼以返回最短路徑，而不是返回到達目標節點的整個遍歷路徑？ 我已經花費了數小時獨自尋找答案，但到目前為止我一直沒有成功。

Answer 1

為了獲得最短路徑，您還應該將當前節點的路徑也保存在隊列中，因此隊列項的格式為：

(node, path_to_this_node)

修改后的代碼：

def find_path_bfs(s, e, grid):
    queue = [(s, [])]  # start point, empty path

    while len(queue) > 0:
        node, path = queue.pop(0)
        path.append(node)
        mark_visited(node, v)

        if node == e:
            return path

        adj_nodes = get_neighbors(node, grid)
        for item in adj_nodes:
            if not is_visited(item, v):
                queue.append((item, path[:]))

    return None  # no path found