这是一个类似求偏分方程的问题

题目如下:设有一m行n列迷宫,O为可到达点,X为不可到达点,F为食物,S为起点,E为终点,有一小虫,想从S走到E。该虫只能上、下、左、右四个方向移动,且不能出界。该虫最多能走k步,当其走到F时,又可以走k步。求从S到E的最短“可行”路线.

不是很有思路,说实话,求帮帮忙

解题思路和流程:

  1. 使用图的搜索算法(例如广度优先搜索)来找到从起点S到终点E的最短路径。

  2. 创建一个二维数组来表示迷宫,使用'O'表示可到达点,'X'表示不可到达点,'F'表示食物。

  3. 从起点S开始,将其标记为已访问,并将其加入队列中。

  4. 每次从队列中取出一个节点,判断其是否为终点E,如果是,则找到了最短路径,结束搜索。

  5. 否则,对当前节点的上、下、左、右四个邻居节点进行检查,如果邻居节点是可到达的且未被访问过,则将其标记为已访问,并将其加入队列中。

  6. 在搜索过程中,需要记录每个节点的步数,表示从起点S到该节点的路径长度。初始时,将起点S的步数设为0,每次将节点加入队列时,将其步数设置为当前步数+1。

  7. 如果小虫走到食物F,则可以重新拥有k步的移动能力,将其步数设置为当前步数。

  8. 如果队列为空,仍未找到终点E,则说明没有可行的路径,搜索结束。

  9. 最后,根据步数矩阵生成最短路径。

C++代码实现:

#include <iostream>
#include <queue>
#include <vector>
using namespace std;

struct Point {
    int x;  // x坐标
    int y;  // y坐标
    int steps;  // 当前点的步数
};

// 判断点是否在迷宫范围内
bool isValid(int x, int y, int m, int n) {
    return (x >= 0 && x < m && y >= 0 && y < n);
}

// 广度优先搜索迷宫
int bfs(vector<vector<char>>& maze, int k, int m, int n, Point start, Point end) {
    vector<vector<int>> steps(m, vector<int>(n, INT_MAX));  // 记录每个点的步数
    vector<vector<bool>> visited(m, vector<bool>(n, false));  // 记录每个点是否已经访问过

    queue<Point> q;
    q.push(start);
    steps[start.x][start.y] = 0;
    visited[start.x][start.y] = true;

    int dx[] = {-1, 1, 0, 0};  // 上下左右四个方向的偏移量
    int dy[] = {0, 0, -1, 1};

    while (!q.empty()) {
        Point cur = q.front();
        q.pop();

        // 如果到达终点,返回最短路径
        if (cur.x == end.x && cur.y == end.y) {
            return steps[cur.x][cur.y];
        }

        // 对当前点的上、下、左、右四个邻居节点进行检查
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            int nx = cur.x + dx[i];
            int ny = cur.y + dy[i];

            // 如果邻居节点是可到达的且未被访问过
            if (isValid(nx, ny, m, n) && maze[nx][ny] == 'O' && !visited[nx][ny]) {
                visited[nx][ny] = true;
                Point next = {nx, ny, cur.steps + 1};

                // 将步数设置为当前步数+1
                if (next.steps <= k) {
                    steps[nx][ny] = next.steps;
                } else {
                    steps[nx][ny] = INT_MAX;
                }

                q.push(next);
            }
        }

        // 如果走到食物F,重新拥有k步的移动能力
        if (maze[cur.x][cur.y] == 'F' && cur.steps < k) {
            Point next = {cur.x, cur.y, k};
            steps[cur.x][cur.y] = k;
            q.push(next);
        }
    }

    return -1;  // 无法到达终点
}

int main() {
    int m, n, k;
    cin >> m >> n >> k;

    vector<vector<char>> maze(m, vector<char>(n));

    Point start, end;
    for (int i = 0; i < m; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            cin >> maze[i][j];
            if (maze[i][j] == 'S') {
                start = {i, j, 0};
            } else if (maze[i][j] == 'E') {
                end = {i, j, 0};
            }
        }
    }

    int shortestPath = bfs(maze, k, m, n, start, end);

    if (shortestPath == -1) {
        cout << "无法抵达终点E" << endl;
    } else {
        cout << "从S到E的最短路径长度为: " << shortestPath << endl;
    }

    return 0;
}

这段代码将读取迷宫的行数m,列数n和最大步数k,并将迷宫表示为一个二维字符向量。然后,通过调用bfs函数来计算从起点到终点的最短路径长度。最后,输出最短路径长度或提示无法到达终点。