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osininyai 2026-05-25 01:12:26 +03:00
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4
osininyai/[2] maze/1.txt Normal file
View File

@ -0,0 +1,4 @@
####
# E
# ##
#S##

10
osininyai/[2] maze/2.txt Normal file
View File

@ -0,0 +1,10 @@
##E#####
# #
# #### #
# # #
# # ####
# # #
# #### #
# ## #
# #
##S#####

142
osininyai/[2] maze/MP_maze_gen.py Normal file
View File

@ -0,0 +1,142 @@
import random as rd
def CreateMazeFile(size):
if size==10:
with open("maze_10x10.txt","w") as f:
for i in range(size):
line=""
for j in range(size):
temp=rd.randint(0, 2)
if temp==2:
line+="#"
else:
line+=" "
if i==0:
l=list(line)
temp=rd.randint(1, size-2)
l[temp]="E"
line1=""
for k in range(len(line)):
line1+=l[k]
line=line1
elif i==size-1:
l=list(line)
temp=rd.randint(1, size-2)
l[temp]="S"
line1=""
for k in range(len(line)):
line1+=l[k]
line=line1
line+="\n"
f.write(line)
elif size==50:
with open("maze_50x50.txt","w") as f:
for i in range(size):
line=""
for j in range(size):
temp=rd.randint(0, 5)
if temp>3:
line+="#"
else:
line+=" "
if i==0:
l=list(line)
temp=rd.randint(1, size-2)
l[temp]="E"
line1=""
for k in range(len(line)):
line1+=l[k]
line=line1
elif i==size-1:
l=list(line)
temp=rd.randint(1, size-2)
l[temp]="S"
line1=""
for k in range(len(line)):
line1+=l[k]
line=line1
line+="\n"
f.write(line)
elif size==100:
with open("maze_100x100.txt","w") as f:
for i in range(size):
line=""
for j in range(size):
temp=rd.randint(0, 5)
if temp>3:
line+="#"
else:
line+=" "
if i==0:
l=list(line)
temp=rd.randint(1, size-2)
l[temp]="E"
line1=""
for k in range(len(line)):
line1+=l[k]
line=line1
elif i==size-1:
l=list(line)
temp=rd.randint(1, size-2)
l[temp]="S"
line1=""
for k in range(len(line)):
line1+=l[k]
line=line1
line+="\n"
f.write(line)
elif size==0:
with open("maze_no_walls.txt","w") as f:
size=rd.randint(10, 100)
for i in range(size):
line=""
for j in range(size):
line+=" "
if i==0:
l=list(line)
temp=rd.randint(1, size-2)
l[temp]="E"
line1=""
for k in range(len(line)):
line1+=l[k]
line=line1
elif i==size-1:
l=list(line)
temp=rd.randint(1, size-2)
l[temp]="S"
line1=""
for k in range(len(line)):
line1+=l[k]
line=line1
line+="\n"
f.write(line)
elif size==-1:
with open("maze_no_exit.txt","w") as f:
size=rd.randint(10, 100)
for i in range(size):
line=""
for j in range(size):
temp=rd.randint(0, 5)
if temp>3:
line+="#"
else:
line+=" "
if i==size-1:
l=list(line)
temp=rd.randint(1, size-2)
l[temp]="S"
line1=""
for k in range(len(line)):
line1+=l[k]
line=line1
line+="\n"
f.write(line)
CreateMazeFile(10) #10x10
CreateMazeFile(50) #50x50
CreateMazeFile(100) #100x100
CreateMazeFile(0) #no walls
CreateMazeFile(-1) #no exit

499
osininyai/[2] maze/[2] Maze.py Normal file
View File

@ -0,0 +1,499 @@
import heapq
import time
import codecs
import csv
class Cell:
def __init__(self,x,y,isWall,isStart,isExit):
self.x=x
self.y=y
self.isWall=isWall
self.isStart=isStart
self.isExit=isExit
def isPassable(self):
if self.isWall==False:
return True
else:
return False
class Maze:
def __init__(self,grid):
self.grid=grid
self.width=len(self.grid[0])
self.height=len(self.grid)
self.start=None
self.exit=None
for i in range(self.height):
for j in range(self.width):
if self.grid[i][j].isStart==True:
self.start=(j,i)
if self.grid[i][j].isExit==True:
self.exit=(j,i)
def getCell(self,x,y):
return self.grid[y][x]
def getNeighbours(self,cell):
x=cell.x
y=cell.y
cell_up=None
cell_down=None
cell_left=None
cell_right=None
#up
if y>0:
if self.grid[y-1][x].isPassable()==True:
cell_up=self.grid[y-1][x]
#down
if y<(self.height-1):
if self.grid[y+1][x].isPassable()==True:
cell_down=self.grid[y+1][x]
#left
if x>0:
if self.grid[y][x-1].isPassable()==True:
cell_left=self.grid[y][x-1]
#right
if x<(self.width-1):
if self.grid[y][x+1].isPassable()==True:
cell_right=self.grid[y][x+1]
#neighbours=[cell_up, cell_down, cell_left, cell_right]
neighbours=[cell_down, cell_right, cell_up, cell_left]
return neighbours
class TextFileMazeBuilder:
def build(self,filename):
with open(filename,"r") as f:
lines=f.readlines()
grid=[]
x=0
y=0
for i in range(len(lines)):
line=lines[i]
x=0
row=[]
for j in range(len(line)):
if line[j]=="#":
row.append(Cell(x,y,True,False,False))
elif line[j]==" ":
row.append(Cell(x,y,False,False,False))
elif line[j]=="S":
row.append(Cell(x,y,False,True,False))
elif line[j]=="E":
row.append(Cell(x,y,False,False,True))
x+=1
grid.append(row)
y+=1
return grid
class MazeBuilder:
def buildFromFile(self,filename):
grid = TextFileMazeBuilder().build(filename)
return Maze(grid)
class SearchStats:
def __init__(self,ttime,visited_cells,path_length):
self.ttime=ttime
self.visited_cells=visited_cells
self.path_length=path_length
class BFSStrategy:
def findPath(self,maze,start,exxit):
tstart=time.perf_counter()
queue=[]
queue.append((maze.getCell(start[0],start[1]),0))
visited_cells=[maze.getCell(start[0],start[1])]
Path={}
f=0
count=0
while len(queue)!=0:
temp=queue.pop(0)
cell=temp[0]
steps=temp[1]
directions=maze.getNeighbours(cell)
count+=1
if (cell.x,cell.y)==exxit:
end=time.perf_counter()
#print(end-tstart)
f=1
break
for i in directions:
if i!=None:
flag=0
for j in visited_cells:
if i==j:
flag=1
break
if flag==0:
queue.append((i,steps+1))
visited_cells.append(i)
Path[(i.x,i.y)]=(cell.x,cell.y)
reversePath=[]
if f==1:
cell=exxit
while cell!=start:
reversePath.append(cell)
cell=Path[cell]
reversePath.append(cell)
reversePath.reverse()
#print(len(reversePath)-1)
return reversePath, count
class DFSStrategy:
def findPath(self,maze,start,exxit):
tstart=time.perf_counter()
queue=[]
queue.append((maze.getCell(start[0],start[1]),0))
visited_cells=[maze.getCell(start[0],start[1])]
Path={}
f=0
count=0
while len(queue)!=0:
temp=queue.pop()
cell=temp[0]
steps=temp[1]
directions=maze.getNeighbours(cell)
count+=1
if (cell.x,cell.y)==exxit:
end=time.perf_counter()
#print(end-tstart)
f=1
break
for i in directions:
if i!=None:
flag=0
for j in visited_cells:
if i==j:
flag=1
break
if flag==0:
queue.append((i,steps+1))
visited_cells.append(i)
Path[(i.x,i.y)]=(cell.x,cell.y)
reversePath=[]
if f==1:
cell=exxit
while cell!=start:
reversePath.append(cell)
cell=Path[cell]
reversePath.append(cell)
reversePath.reverse()
#print(len(reversePath)-1)
return reversePath, count
class AStarStrategy:
def H(self,exxit,cell):
Hn=0
if exxit!=None:
Hn=abs(exxit[0]-cell.x)+abs(exxit[1]-cell.y)
return Hn
def findPath(self,maze,start,exxit):
tstart=time.perf_counter()
queue=[]
f=self.H(exxit,maze.getCell(start[0],start[1]))
heapq.heappush(queue, (f, f, (start[0],start[1])))
f_scores=[]
for i in range(maze.height):
row=[]
for j in range(maze.width):
row.append(None)
f_scores.append(row)
g_scores=[]
for i in range(maze.height):
row=[]
for j in range(maze.width):
row.append(None)
g_scores.append(row)
f_scores[start[1]][start[0]]=f
g_scores[start[1]][start[0]]=0
Path={}
flag=0
count=0
while len(queue)!=0:
temp=heapq.heappop(queue)
cell=temp[2]
directions=maze.getNeighbours(maze.getCell(cell[0], cell[1]))
count+=1
if (cell[0],cell[1])==exxit:
end=time.perf_counter()
#print(end-tstart)
flag=1
break
for i in directions:
if i!=None:
temp_g=g_scores[cell[1]][cell[0]]+1
temp_f=temp_g+self.H(exxit,i)
if f_scores[i.y][i.x]==None:
g_scores[i.y][i.x]=temp_g
f_scores[i.y][i.x]=temp_f
heapq.heappush(queue,(temp_f,self.H(exxit,i),(i.x,i.y)))
Path[(i.x,i.y)]=cell
elif temp_f<f_scores[i.y][i.x]:
f_scores[i.y][i.x]=temp_f
g_scores[i.y][i.x]=temp_g
heapq.heappush(queue,(temp_f,self.H(exxit,i),(i.x,i.y)))
Path[(i.x,i.y)]=cell
reversePath=[]
if flag==1:
cell=exxit
while cell!=start:
reversePath.append(cell)
cell=Path[cell]
reversePath.append(cell)
reversePath.reverse()
#print(len(reversePath)-1)
return reversePath, count
class PathFindingStrategy:
def __init__(self,strategy):
self.strategy=strategy
def findPath(self,maze,start,exxit):
if self.strategy=="BFS":
return BFSStrategy().findPath(maze,start,exxit)
elif self.strategy=="DFS":
return DFSStrategy().findPath(maze,start,exxit)
elif self.strategy=="AStar":
return AStarStrategy().findPath(maze,start,exxit)
class MazeSolver:
def __init__(self, maze, strategy):
self.maze=maze
self.strategy=PathFindingStrategy(strategy)
def setStrategy(self, strategy):
self.strategy=PathFindingStrategy(strategy)
def solve(self):
start=time.perf_counter()
path, visited = self.strategy.findPath(self.maze, self.maze.start, self.maze.exit)
end=time.perf_counter()
if len(path)>0:
path_length=len(path)-1
else:
path_length=0
return SearchStats(end-start, visited, path_length)
def test():
#maze=MazeBuilder().buildFromFile("1.txt")
#maze=MazeBuilder().buildFromFile("2.txt")
maze=MazeBuilder().buildFromFile("v.txt")
#maze=MazeBuilder().buildFromFile("maze_10x10.txt")
#maze=MazeBuilder().buildFromFile("maze_50x50.txt")
#maze=MazeBuilder().buildFromFile("maze_100x100.txt")
#maze=MazeBuilder().buildFromFile("maze_no_walls.txt")
#maze=MazeBuilder().buildFromFile("maze_no_exit.txt")
print(maze.exit)
print(maze.start)
stats=MazeSolver(maze, "BFS").solve()
print(stats.ttime,stats.visited_cells,stats.path_length)
stats=MazeSolver(maze, "DFS").solve()
print(stats.ttime,stats.visited_cells,stats.path_length)
stats=MazeSolver(maze, "AStar").solve()
print(stats.ttime,stats.visited_cells,stats.path_length)
#print(PathFindingStrategy("BFS").findPath(maze,maze.start,maze.exit))
#print(PathFindingStrategy("DFS").findPath(maze,maze.start,maze.exit))
#print(PathFindingStrategy("AStar").findPath(maze,maze.start,maze.exit))
#PathFindingStrategy("BFS").findPath(maze,maze.start,maze.exit)
#PathFindingStrategy("DFS").findPath(maze,maze.start,maze.exit)
#PathFindingStrategy("AStar").findPath(maze,maze.start,maze.exit)
def run():
maze=MazeBuilder().buildFromFile("maze_10x10.txt")
results = [
[u"Лабиринт", u"Стратегия", u"Среднее время (мс)", u"Посещено клеток",u"Длина пути"]
]
temp=0
for i in range(10):
stats=MazeSolver(maze, "BFS").solve()
temp+=stats.ttime
temp=temp/10
temp=temp*(10**3)
results.append(["10x10", "BFS", temp, stats.visited_cells, stats.path_length])
temp=0
for i in range(10):
stats=MazeSolver(maze, "DFS").solve()
temp+=stats.ttime
temp=temp/10
temp=temp*(10**3)
results.append(["10x10", "DFS", temp, stats.visited_cells, stats.path_length])
temp=0
for i in range(10):
stats=MazeSolver(maze, "AStar").solve()
temp+=stats.ttime
temp=temp/10
temp=temp*(10**3)
results.append(["10x10", "AStar", temp, stats.visited_cells, stats.path_length])
with codecs.open("docs/data/[2]results.csv", "w", "utf-16") as f:
writer = csv.writer(f)
writer.writerows(results)
writer.writerow("")
maze=MazeBuilder().buildFromFile("maze_50x50.txt")
results = []
temp=0
for i in range(10):
stats=MazeSolver(maze, "BFS").solve()
temp+=stats.ttime
temp=temp/10
temp=temp*(10**3)
results.append(["50x50", "BFS", temp, stats.visited_cells, stats.path_length])
temp=0
for i in range(10):
stats=MazeSolver(maze, "DFS").solve()
temp+=stats.ttime
temp=temp/10
temp=temp*(10**3)
results.append(["50x50", "DFS", temp, stats.visited_cells, stats.path_length])
temp=0
for i in range(10):
stats=MazeSolver(maze, "AStar").solve()
temp+=stats.ttime
temp=temp/10
temp=temp*(10**3)
results.append(["50x50", "AStar", temp, stats.visited_cells, stats.path_length])
with codecs.open("docs/data/[2]results.csv", "a+", "utf-16") as f:
writer = csv.writer(f)
writer.writerows(results)
writer.writerow("")
maze=MazeBuilder().buildFromFile("maze_100x100.txt")
results = []
temp=0
for i in range(10):
stats=MazeSolver(maze, "BFS").solve()
temp+=stats.ttime
temp=temp/10
temp=temp*(10**3)
results.append(["100x100", "BFS", temp, stats.visited_cells, stats.path_length])
temp=0
for i in range(10):
stats=MazeSolver(maze, "DFS").solve()
temp+=stats.ttime
temp=temp/10
temp=temp*(10**3)
results.append(["100x100", "DFS", temp, stats.visited_cells, stats.path_length])
temp=0
for i in range(10):
stats=MazeSolver(maze, "AStar").solve()
temp+=stats.ttime
temp=temp/10
temp=temp*(10**3)
results.append(["100x100", "AStar", temp, stats.visited_cells, stats.path_length])
with codecs.open("docs/data/[2]results.csv", "a+", "utf-16") as f:
writer = csv.writer(f)
writer.writerows(results)
writer.writerow("")
maze=MazeBuilder().buildFromFile("maze_no_walls.txt")
results = []
temp=0
for i in range(10):
stats=MazeSolver(maze, "BFS").solve()
temp+=stats.ttime
temp=temp/10
temp=temp*(10**3)
results.append([u"Без стен", "BFS", temp, stats.visited_cells, stats.path_length])
temp=0
for i in range(10):
stats=MazeSolver(maze, "DFS").solve()
temp+=stats.ttime
temp=temp/10
temp=temp*(10**3)
results.append([u"Без стен", "DFS", temp, stats.visited_cells, stats.path_length])
temp=0
for i in range(10):
stats=MazeSolver(maze, "AStar").solve()
temp+=stats.ttime
temp=temp/10
temp=temp*(10**3)
results.append([u"Без стен", "AStar", temp, stats.visited_cells, stats.path_length])
with codecs.open("docs/data/[2]results.csv", "a+", "utf-16") as f:
writer = csv.writer(f)
writer.writerows(results)
writer.writerow("")
maze=MazeBuilder().buildFromFile("maze_no_exit.txt")
results = []
temp=0
for i in range(10):
stats=MazeSolver(maze, "BFS").solve()
temp+=stats.ttime
temp=temp/10
temp=temp*(10**3)
results.append([u"Без выхода", "BFS", temp, stats.visited_cells, stats.path_length])
temp=0
for i in range(10):
stats=MazeSolver(maze, "DFS").solve()
temp+=stats.ttime
temp=temp/10
temp=temp*(10**3)
results.append([u"Без выхода", "DFS", temp, stats.visited_cells, stats.path_length])
temp=0
for i in range(10):
stats=MazeSolver(maze, "AStar").solve()
temp+=stats.ttime
temp=temp/10
temp=temp*(10**3)
results.append([u"Без выхода", "AStar", temp, stats.visited_cells, stats.path_length])
with codecs.open("docs/data/[2]results.csv", "a+", "utf-16") as f:
writer = csv.writer(f)
writer.writerows(results)
writer.writerow("")
run()

BIN
osininyai/[2] maze/docs/[2]report.docx Normal file
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BIN
osininyai/[2] maze/docs/data/[2]graphs.xlsx Normal file
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osininyai/[2] maze/docs/data/[2]mermaid_diagram.png Normal file
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osininyai/[2] maze/docs/data/[2]results.csv Normal file
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1 Лабиринт Стратегия Среднее время (мс) Посещено клеток Длина пути
2 10x10 BFS 0.3112600003078114 63 13
3 10x10 DFS 0.06941999890841544 20 17
4 10x10 AStar 0.09370000043418258 18 13
5 50x50 BFS 58.025890000863 996 126
6 50x50 DFS 44.11626000000979 803 226
7 50x50 AStar 4.086630000529112 985 126
8 100x100 BFS 1913.4049600012077 6324 166
9 100x100 DFS 301.5443399992364 2264 934
10 100x100 AStar 11.337080000521382 2616 166
11 Без стен BFS 131.18172000104096 1346 48
12 Без стен DFS 1.992550001887139 129 128
13 Без стен AStar 0.4591400007484481 49 48
14 Без выхода BFS 1.9435000001976732 190 0
15 Без выхода DFS 2.0225300002493896 190 0
16 Без выхода AStar 0.5684099996869918 190 0

100
osininyai/[2] maze/maze_100x100.txt Normal file
View File

@ -0,0 +1,100 @@
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10
osininyai/[2] maze/maze_10x10.txt Normal file
View File

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50
osininyai/[2] maze/maze_50x50.txt Normal file
View File

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17
osininyai/[2] maze/maze_no_exit.txt Normal file
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47
osininyai/[2] maze/maze_no_walls.txt Normal file
View File

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E
S

132
osininyai/[2] maze/v.txt Normal file
View File

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