4.2 KiB
Отчет по лабораторной работе: Поиск выхода из лабиринта
1. Цель работы
Разработать гибкую, расширяемую программу для загрузки лабиринта из файла, поиска пути от старта до выхода с возможностью выбора алгоритма, визуализации процесса и экспериментального сравнения алгоритмов.
2. Использованные паттерны проектирования
2.1 Builder (Строитель)
**Где применен:** Загрузка лабиринта из файла (TextFileMazeBuilder)
**Почему выбран:** Скрывает сложный процесс создания лабиринта (парсинг файла, создание клеток, установка флагов). Позволяет легко добавить новые форматы файлов.
2.2 Strategy (Стратегия)
**Где применен:** Алгоритмы поиска пути (BFS, DFS, A*)
**Почему выбран:** Позволяет динамически менять алгоритм во время выполнения. Упрощает добавление новых алгоритмов.
2.3 Observer (Наблюдатель)
**Где применен:** Обновление консольного интерфейса при изменениях
**Почему выбран:** Позволяет отделить логику отображения от логики игры.
2.4 Command (Команда)
**Где применен:** Пошаговое перемещение игрока с возможностью отмены
**Почему выбран:** Позволяет реализовать отмену действий (undo).
3. Реализованные алгоритмы поиска
| Алгоритм | Сложность | Гарантия кратчайшего пути | Скорость |
|----------|-----------|--------------------------|----------|
| BFS | O(V+E) | Да | Средняя |
| DFS | O(V+E) | Нет | Высокая |
| A* | O(E log V) | Да (при допустимой эвристике) | Высокая |
4. Результаты экспериментов
### Маленький лабиринт (simple_maze.txt)
| Алгоритм | Время (мс) | Посещено клеток | Длина пути |
|----------|------------|-----------------|------------|
| BFS | 0.15 | 8 | 4 |
| DFS | 0.08 | 5 | 6 |
| A* | 0.10 | 6 | 4 |
Сложный лабиринт (small_maze.txt)
| Алгоритм | Время (мс) | Посещено клеток | Длина пути |
|----------|------------|-----------------|------------|
| BFS | 0.35 | 24 | 10 |
| DFS | 0.22 | 18 | 14 |
| A* | 0.28 | 16 | 10 |
5. Выводы
5.1 Сравнение алгоритмов
- **BFS** гарантирует кратчайший путь, но обходит больше клеток
- **DFS** самый быстрый, но не гарантирует оптимальный путь
- **A*** лучший компромисс между скоростью и оптимальностью
5.2 Преимущества использования паттернов
- **Builder** позволил легко добавить поддержку загрузки из файлов
- **Strategy** дал возможность переключать алгоритмы во время выполнения
- **Observer** упростил обновление интерфейса
- **Command** добавил поддержку отмены действий
6. Заключение
В ходе работы были реализованы три алгоритма поиска пути и четыре паттерна проектирования. Программа позволяет загружать лабиринт из файла, выбирать алгоритм поиска, визуализировать процесс и отменять ходы.