main.cpp

#include <stdio.h>

#include "map.h"
#include "maze.h"

int main()
{
  Position mypos;

  mypos.init();

  Maze *maze = new Maze( 7, 7 );

  ExistWall exist;

  exist.north = false;
  exist.east = false;
  exist.south = false;
  exist.west = false;


  while(  mypos.x != 7 || mypos.x != 7 ){
    uint8_t next = maze->getNextAction( &mypos, &exist );
    maze->show( mypos );
  }
  
  maze->show( mypos );
  
  return 0;
}

map.cpp

/**
 * maze.cpp
 * @author yuta seya
 * @date 2019 3.13 
*/

#include "maze.h"
#include <cstdio>
#include <queue>
#include <utility>
#include "mazeConf.h"

/**
 * @override Maze
 * @brief 迷路クラスのコンストラクタ
 * @param なし
 * @return なし
 * @detail mapクラスのインスタンスを得る,壁情報を初期化
*/
Maze::Maze()
{
  map = new Map();  
  map->init();
}

/**
 * @override Maze
 * @brief 迷路クラスのコンストラクタ
 * @param uint8_t _gx マウスのゴール座標
 * @param uint8_t _gy マウスのゴール座標
 * @return なし
 * @detail mapクラスのインスタンスを得る,壁情報を初期化,ゴール座標の設定
*/
Maze::Maze( uint8_t _gx, uint8_t _gy )
{
  gx = _gx;
  gy = _gy;
  map = new Map();
  map->init();
}

/**
 * @brief 迷路クラスのデストラクタ
 * @param なし
 * @return　なし
*/
Maze::~Maze()
{

}

/**
 * @brief ゴール座標を設定
 * @param uint8_t _gx マウスのゴール座標
 * @param uint8_t _gy マウスのゴール座標
 * @return　なし
*/
void Maze::setGoal( uint8_t _gx, uint8_t _gy )
{
  gx = _gx;
  gy = _gy;
}

/**
 * @brief 迷路観戦のアップデートをしたのち、次の動作を返す
 * @param Position pos マウスの座標、向きの情報をもった構造体
 * @param ExsitWall exist 壁の有無の情報を持った構造体
 * @return 次の動作
 * @detail 壁情報の追加,歩数マップの更新,次の動作を決定,マウスの座標の更新を行ったのち
 *         次の動作を返す
*/
uint8_t Maze::getNextAction( Position *pos, ExistWall *exist )
{
  uint8_t next = Front;
  if ( start ){
    updatePosition( pos, 0 );
    start = false;
  } else {
    map->addWall( pos->x, pos-> y, exist );
    updateStepMap();
    next = updateNextAction( pos );
    updatePosition( pos, next );
  }

  return next;
}

/**
 * @brief 壁情報、歩数マップを表示する
 * @param Position pos マウスの座標、向きの情報をもった構造体
 * @param ExsitWall exist 壁の有無の情報を持った構造体
 * @return 次の動作
*/
void Maze::show( Position pos )
{
  int x,y;

  updateStepMap();

  std::printf("\r\n");

  printf("  ");

  for ( x = 0; x < 17; x++ ){
    if( x < 10 ) std::printf("%d     ",x);
    else std::printf("%d    ",x);
  }

  std::printf("\n");

  for ( y = 15; y >= 0; y-- ){
    if ( y < 9 ) std::printf(" %d+",y+1);
    else std::printf("%d+",y+1);

    for ( x = 0; x < 16; x++ ){
      if ( map->getData( x, y, North ) ){
        std::printf("-----");
      } else {
        std::printf("     ");
      }
      std::printf("+");
    }

    std::printf("\r\n");
    for ( x = 0; x < 16; x++ ){
      if ( map->getData( x, y, West) ){
        if ( x == 0 ) std::printf("  |");
        else std::printf("|");
      } else {
        if ( x == 0 ) std::printf("   ");
        std::printf(" ");
      }

      // step を表示
      if ( pos.x == x && pos.y == y ){
        std::printf( "  M  ");
      } else if ( step[x][y] == 0 ) {
        std::printf( "  G  ");
      } else {
        std::printf("%5d",step[x][y] );
      }
      
    }

    if ( map->getData( 15, y, East ) ){
      std::printf("|");
    } else {
      std::printf(" ");
    }

    std::printf("\r\n");
  }

  std::printf(" 0+");
  for( x = 0; x < 16; x++ ){
    if ( map->getData( x, 0, South ) ){
      std::printf("-----");
    } else {
      std::printf("     ");
    }

    std::printf("+");
  }

  std::printf("\r\n");
}

/**
 * @brief 歩数マップの更新を行う
 * @param なし
 * @return なし
 * @detail キューを使用した歩数マップの更新
*/
void Maze::updateStepMap()
{
  for ( int x = 0; x < 16; x++ ){
    for ( int y = 0; y < 16; y++ ){
    step[x][y] = MAX_STEP;
    }
  }

  step[gx][gy] = 0;

  std::queue<std::pair<uint8_t, uint8_t>> q;
  std::pair<uint8_t, uint8_t> p;

  q.push(std::pair<uint8_t, uint8_t>(gx,gy) );

  while( !q.empty() ){
    p = q.front();
    uint8_t x = p.first;
    uint8_t y = p.second;
    q.pop();
    
    if( y < 15 && !map->getData(x,y,North) && step[x][y+1] == MAX_STEP ){
      step[x][y+1] = step[x][y] + 1;
      q.push(std::pair<uint8_t, uint8_t>(x,y+1));
    }

    if ( x < 15 && !map->getData(x,y,East) && step[x+1][y] == MAX_STEP ){
      step[x+1][y] = step[x][y] + 1;
      q.push(std::pair<uint8_t, uint8_t>(x+1,y));
    }

    if ( y > 0 && !map->getData(x,y,South) && step[x][y-1] == MAX_STEP ){
      step[x][y-1] = step[x][y] + 1;
      q.push(std::pair<uint8_t, uint8_t>(x,y-1));
    }

    if ( x > 0  && !map->getData(x,y,West) && step[x-1][y] == MAX_STEP ){
      step[x-1][y] = step[x][y] + 1;
      q.push(std::pair<uint8_t, uint8_t>(x-1,y));
    }
  }

}

/**
 * @brief 次の動作を決める
 * @param Position pos マウスの座標、向き
 * @return なし
 * @detail 現在の向き、方向から一番歩数の少ないほうへ進む
*/
uint8_t Maze::updateNextAction( Position *pos )
{
  // 考えてみてください！
  // return は、Front, Left, Rear,Rightと次の動作を返します。
}

/**
 * @brief マシンの座標を更新する
 * @param Position pos マウスの座標、向き
 * @return なし
 * @detail 次の動作からマシンの方向、座標を更新する
*/
void Maze::updatePosition( Position *pos, uint8_t action )
{
  pos->direction = (pos->direction + action) %4;

  if ( pos->direction == North ){
    pos->y++;
  } else if ( pos->direction == West ){
    pos->x--;
  } else if ( pos->direction == South ){
    pos->y--;
  } else {
    pos->x++;
  }
}

maze.h

/**
 * maze.h
 * @author yuta seya
 * @date 2019 3.13 
*/
#ifndef __MAZE__H
#define __MAZE__H

#include <stdint.h>
#include "mazeConf.h"
#include "map.h"

struct Position
{
public:
  uint8_t x;
  uint8_t y;
  uint8_t direction;

  void init()
  {
    x = 0;
    y = 0;
    direction = 0;
  }
};

class Maze {
private:
  #define MAX_STEP 0xffff
  Map *map;
  uint8_t gx = 0;
  uint8_t gy = 0;
  uint16_t step[16][16];
  bool start = true;

public:
  // コンストラクタ
  Maze();

  Maze( uint8_t _gx, uint8_t _gy );

  // デストラクタ
  ~Maze();

  // ゴール座標をセットする
  void setGoal( uint8_t _gx, uint8_t _gy );

  // 迷路情報のアップデートを行い、次の動作を返す
  uint8_t getNextAction( Position *pos, ExistWall *exist );

  // 歩数マップと壁情報を表示する
  void show( Position pos);

  // スタート動作かどうかのフラグをセットする
  void setStartFlag( bool _flag ) 
  {
    start = _flag;
  }
  
private:
  // 歩数マップを更新
  void updateStepMap();

  // 次の動作を決める
  uint8_t updateNextAction( Position *pos );

  // マシンの座標を更新する
  void updatePosition( Position *pos, uint8_t action );

};

#endif /* __MAZE__H */