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尋路迷宮

關於這個模擬實驗

此模擬讓學生觀看三種尋路演算法搜尋迷宮。已搜尋的格子變為藍色,前緣為琥珀色,最終路線會發出綠光。學生可選擇 A*、Dijkstra 或 BFS、調整速度、開啟或關閉高成本的泥地,並生成新迷宮。數值顯示已搜尋節點數、路徑長度和路徑成本。開啟泥地時,BFS 找到的路線步數最少,但不一定成本最低;A* 則搜尋的格子少得多。適合用於電腦科學中有關演算法與取捨的課堂。

學生可以探索什麼

  • 用 A* 在迷宮中運行,並記錄已搜尋節點數、路徑長度和路徑成本。
  • 在同一迷宮中,把「演算法」切換為 Dijkstra,再切換為 BFS,並比較三項數值。
  • 關閉「泥地(成本 3)」,看看三條路線的成本是否變得相同。
  • 按「新迷宮」,預測哪種演算法會搜尋最多格子。
  • 把「每秒步數」調慢,觀察藍色已搜尋區域和琥珀色前緣如何擴大。

學習目標

  1. 1比較 BFS、Dijkstra 和 A* 如何搜尋迷宮。
  2. 2解釋最短路徑與最低成本路徑的分別。
  3. 3描述啟發式如何幫助 A* 減少搜尋的格子數目。
  4. 4利用已搜尋節點數來判斷演算法的效率。

教師常問的問題

可以免費使用嗎?

可以。它免費,可在任何現代瀏覽器上運行,包括白板和平板電腦,無需登記。

為什麼 BFS 有時會找到成本較高的路線?

BFS 只計算步數,不計地形成本,所以它找出步數最少的路線。當穿越泥地的成本較高時,步數最少的路線,成本可能高於 Dijkstra 和 A* 找到的路線。

為什麼 A* 搜尋的格子較少?

A* 會加入對距離終點剩餘距離的估計,這裡使用曼哈頓距離。這使它傾向選擇通往終點的格子,同時仍能找到成本最低的路線。

我怎樣使用尋路模擬?

選擇「演算法」,設定「每秒步數」,並開啟或關閉「泥地」。按「新迷宮」重新開始,然後比較已搜尋節點數、路徑長度和路徑成本。

嵌入這個模擬實驗

免費嵌入你的學習平台、網誌或班級網頁。

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