穿过所有障碍物所需的最小车道变化

问题描述

一辆车在一个二维平面上移动，该平面上存在若干个障碍物。车辆可以在平面上任意移动，但必须始终保持其朝向不变（即只能前进或倒退，不能左右移动），且不能穿过障碍物。问车辆穿过所有障碍物所需的最小车道变化次数。

解法

思路：此题可以采用广度优先搜索进行解答，从出发点开始，每次向前/向后移动一步，直到车辆走到终点。

具体步骤如下：

1. 定义一个队列，将车辆出发点加入队列。

2. 遍历队列，取出队首元素，将其前后两种情况加入队列中。

3. 遍历队列中的所有元素，检查当前位置是否为终点（即穿过所有障碍物），如果是则返回到目前为止车道变换的次数。

4. 如果不是终点，则重复步骤2-3，直到遍历完所有可能位置。

5. 如果队列为空时仍未找到终点，则返回无法穿越所有障碍物。

代码实现

下方是Python代码实现：

from collections import deque

def min_lane_changes(start, end, obstacles):
    # 定义一个队列，将车辆出发点加入队列
    q = deque([(start, 0)])
    # 定义一个集合，记录哪些位置已经被访问过
    visited = set([start])
    # 遍历队列中的所有元素
    while q:
        # 取出队首元素，将其前后两种情况加入队列中
        pos, count = q.popleft()
        # 检查当前位置是否为终点
        if pos == end:
            return count
        # 分别向前和向后移动一步
        for i in [-1, 1]:
            new_pos = (pos[0], pos[1] + i)
            if (new_pos not in obstacles) and (new_pos not in visited):
                q.append((new_pos, count+1))
                visited.add(new_pos)
    # 队列为空时仍未找到终点，则返回无法穿越所有障碍物
    return -1

以上就是求解“穿过所有障碍物所需的最小车道变化”问题的具体思路和代码实现。