Mathematica: True Labyrinth (827 caracteres)
Originalmente, produzi um caminho de {1,1,1} a {5,5,5}, mas como não havia possíveis desvios errados, introduzi garfos ou "pontos de decisão" (vértices de grau> 2) onde seria preciso decidir qual caminho seguir. O resultado é um verdadeiro labirinto ou labirinto.
Os "becos sem saída" eram muito mais difíceis de resolver do que encontrar um caminho simples e direto. A coisa mais desafiadora foi eliminar os ciclos no caminho, permitindo ciclos fora do caminho da solução.
As duas linhas de código a seguir são usadas apenas para renderizar os gráficos desenhados, portanto, o código não conta, pois não é empregado na solução.
o = Sequence[VertexLabels -> "Name", ImagePadding -> 10, GraphHighlightStyle -> "Thick",
ImageSize -> 600];
o2 = Sequence[ImagePadding -> 10, GraphHighlightStyle -> "Thick", ImageSize -> 600];
Código usado:
e[c_] := Cases[EdgeList[GridGraph[ConstantArray[5, 3]]], j_ \[UndirectedEdge] k_ /; (MemberQ[c, j] && MemberQ[c, k])]
m[] :=
Module[{d = 5, v = {1, 125}},
While[\[Not] MatchQ[FindShortestPath[Graph[e[v]], 1, 125], {1, __, 125}],
v = Join[v, RandomSample[Complement[Range[125], v], 1]]];
Graph[e[Select[ConnectedComponents[Graph[e[v]]], MemberQ[#, 1] &][[1]]]]]
w[gr_, p_] := EdgeDelete[gr, EdgeList[PathGraph[p]]]
y[p_, u_] := Select[Intersection[#, p] & /@ ConnectedComponents[u], Length[#] > 1 &]
g = HighlightGraph[lab = m[], PathGraph[s = FindShortestPath[lab, 1, 125]],o]
u = w[g, s]
q = y[s, u]
While[y[s, u] != {}, u = EdgeDelete[u, Take[FindShortestPath[u, q[[1, r = RandomInteger[Length@q[[1]] - 2] + 1]],
q[[1, r + 1]]], 2] /. {{a_, b_} :> a \[UndirectedEdge] b}];
q = y[s, u]]
g = EdgeAdd[u, EdgeList@PathGraph[s]];
Partition[StringJoin /@ Partition[ReplacePart[Table["x", {125}],
Transpose[{VertexList[g], Table["o", {Length[VertexList@g]}]}]/. {{a_, b_} :> a -> b}], {5}], 5]
Saída de amostra
{{"oxooo", "xxooo", "xoxxo", "xoxxo", "xxoox"}, {"ooxoo", "xoooo", "ooxox", "oooxx", "xooxx"}, {"oooxx", "ooxxo", "ooxox", "xoxoo", "xxxoo"}, {"oxxxx", "oooox", "xooox", "xoxxx", "oooxx"}, {"xxxxx", "ooxox", "oooox "," xoxoo "," oooxo "}}
Sob o capô
A imagem abaixo mostra o labirinto ou labirinto que corresponde à solução ({{"ooxoo",...}}
exibida acima:
Aqui está o mesmo labirinto inserido em um 5x5x5 GridGraph
. Os vértices numerados são nós no caminho mais curto para fora do labirinto. Observe os garfos ou os pontos de decisão em 34, 64 e 114. Vou incluir o código usado para renderizar o gráfico, mesmo que não faça parte da solução:
HighlightGraph[gg = GridGraph[ConstantArray[5, 3]], g,
GraphHighlightStyle ->"DehighlightFade",
VertexLabels -> Rule @@@ Transpose[{s, s}] ]
E este gráfico mostra apenas a solução para o labirinto:
HighlightGraph[gg = GridGraph[ConstantArray[5, 3]],
Join[s, e[s]], GraphHighlightStyle -> "DehighlightFade", VertexLabels -> Rule @@@ Transpose[{s, s}] ]
Por fim, algumas definições que podem ajudar na leitura do código:
Solução original (432 caracteres, produziu um caminho, mas não um verdadeiro labirinto ou labirinto)
Imagine um cubo sólido de 5x5x5, composto por cubos de unidades distintas. O seguinte começa sem cubos de unidades em {1,1,1} e {5,5,5}, pois sabemos que eles devem fazer parte da solução. Em seguida, ele remove cubos aleatórios até que haja um caminho desimpedido de {1,1,1} para {5,5,5}.
O "labirinto" é o caminho mais curto (se mais de um for possível), considerando os cubos da unidade que foram removidos.
d=5
v={1,d^3}
edges[g_,c_]:=Cases[g,j_\[UndirectedEdge] k_/;(MemberQ[c,j]&&MemberQ[c,k])]
g:=Graph[v,edges[EdgeList[GridGraph[ConstantArray[d,d]]],v]];
While[\[Not]FindShortestPath[g,1,d^3]!={},
v=Join[v,RandomSample[Complement[Range[d^3],v],1]]]
Partition[Partition[ReplacePart[
Table["x",{d^3}],Transpose[{FindShortestPath[g,1,d^3],Table["o",{Length[s]}]}]
/.{{a_,b_}:> a->b}],{d}]/.{a_,b_,c_,d_,e_}:> StringJoin[a,b,c,d,e],5]
Exemplo:
{{"ooxxx", "xxxxx", "xxxxx", "xxxxx", "xxxxx"},
{"xoxxx", "xoooo", "xxxxo", "xxxxo", "xxxxo"},
{"xxxxx", "xxxxx", "xxxxx", "xxxxx", "xxxxo"},
{"xxxxx", "xxxxx", "xxxxx", "xxxxx", "xxxxo"},
{"xxxxx", "xxxxx", "xxxxx", "xxxxx", "xxxxo"}}
Tecnicamente, este ainda não é um verdadeiro labirinto, já que não há giros errados que alguém possa fazer. Mas achei interessante como um começo, uma vez que se baseia na teoria dos grafos.
A rotina realmente faz um labirinto, mas liguei todos os locais vazios que poderiam dar origem a ciclos. Se eu encontrar uma maneira de remover ciclos, incluirei esse código aqui.