迷宫问题实验报告.docx
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迷宫问题实验报告
武汉纺织大学数学与计算机学院
数据结构课程设计报告
迷宫问题求解
学生姓名:
学 号:
班 级:
指导老师:
报告日期:
一、 问题描述
以一个mxn的长方矩阵表示迷宫,1和0分别表示迷宫中的通路和障碍。
设计一个程序,对任意设定的迷宫,求出从入口到出口的通路,或者没有通路的结论。
二、 需求分析
1、 以二维数组maze[10][10]表示迷宫,数组中以元素1表示通路,0表示障碍,迷宫的大小理论上可以不限制,但现在只提供10*10大小迷宫。
2、 迷宫的入口和出口需由用户自行设置。
3、 以长方形矩阵的形式将迷宫及其通路输出,输出中“#”表示迷宫通路,“1”表示障碍。
4、 本程序只求出一条成功的通路。
但是只要对函数进行小量的修改,就可以求出其他全部的路径。
5、 程序执行命令为:
(1)输入迷宫;
(2)、求解迷宫;(3)、输出迷宫。
三、 概要设计
1、设定栈的抽象数据类型定义:
ADTzhan{
基本操作:
InitStack(SqStack&S)
操作结果:
构造一个空栈
push(*s,*e)
初始条件:
栈已经存在
操作结果:
将e所指向的数据加入到栈s中
pop(*s,*e)
初始条件:
栈已经存在
操作结果:
若栈不为空,用e返回栈顶元素,并删除栈顶元素
getpop(*s,*e)
初始条件:
栈已经存在
操作结果:
若栈不为空,用e返回栈顶元素
stackempty(*s)
初始条件:
栈已经存在
操作结果:
判断栈是否为空。
若栈为空,返回1,否则返回0
}ADTzhan
2、设定迷宫的抽象数据类型定义
ADTmigong{
基本操作:
Statusprint(MazeTypemaze); //显示迷宫
StatusPass(MazeTypemaze,PosTypecurpos); //判断当前位置是否可通
StatusFootPrint(MazeType&maze,PosTypecurpos);//标记当前位置已经走过
StatusMarkPrint(MazeType&maze,PosTypecurpos); //标记当前位置不可通
PosTypeNextPos(PosTypecurpos,DirectiveTypedi); //进入下一位置
}ADTyanshu
3、本程序包括三个模块
a、主程序模块
voidmain()
{
初始化;
迷宫求解;
迷宫输出;
}
b、栈模块——实现栈的抽象数据类型
c、迷宫模块——实现迷宫的抽象数据类型
四、流程图
五、 数据结构
typedefstruct //位置结构
{
introw; //行位置
intcol; //列位置
}PosType;
typedefstruct //迷宫类型
{
intarr[10][10];
}MazeType;
typedefstruct
{
intstep;//当前位置在路径上的"序号"
PosTypeseat;//当前的坐标位置
DirectiveTypedi;//往下一个坐标位置的方向
}SElemType;
typedefstruct //栈类型
{
SElemType*base; //栈的尾指针
SElemType*top; //栈的头指针
intstacksize; //栈的大小
}SqStack;
六、调试结果和分析
a)测试结果
实际程序执行过程如下图所示:
参考文献
[1]严蔚敏、吴伟民:
《数据结构(C语言版)》[M],清华大学出版社2007年版
[2]谭浩强:
《C语言设计(第三版)》[M],清华大学出版社2005年版
心得体会
通过这段时间的课程设计,本人对计算机的应用,数据结构的作用以及C语言的使用都有了更深的了解。
尤其是C语言的进步让我深刻的感受到任何所学的知识都需要实践,没有实践就无法真正理解这些知识以及掌握它们,使其成为自己的财富。
在设计此程序时,刚开始感到比较迷茫,然后一步步分析,试着写出基本的算法,思路渐渐清晰,最后完成程序。
当然也遇到不少的问题,也正是因为这些问题引发的思考给我带了收获。
在遇到描写迷宫路径的算法时,我感到有些困难,后来经过一步步分析和借鉴书本上的穷举求解的算法,最后把算法写出来。
这次课程设计让我更加深入了解很多方面的知识,如数组的运用等等。
在程序的编写中不要一味的模仿,要自己去摸索,只有带着问题反复实践,才能熟练地掌握和运用。
附录、 源代码
#include //头文件
#include
#include
#include
#defineOK1 //宏定义
#defineERROR0
#defineOVERFLOW-2
typedefintStatus;//函数的返回值
typedefintDirectiveType;//下一个通道方向
#defineSTACK_INIT_SIZE500 //栈的最大值
#defineSTACKINCREMENT10 //增量
//-----------存储结构
typedefstruct
{
introw;
intcol;
}PosType;
typedefstruct
{
intstep;//当前位置在路径上的"序号"
PosTypeseat;//当前的坐标位置
DirectiveTypedi;//往下一个坐标位置的方向
}SElemType;
typedefstruct
{
SElemType*base;
SElemType*top;
intstacksize;
}SqStack;//栈的存储
typedefstruct
{
intarr[10][10];
}MazeType;//迷宫类型
//---------函数声明
StatusInitStack(SqStack&S);
StatusPop(SqStack&S,SElemType&e);
StatusPush(SqStack&S,SElemTypee);
StatusStackEmpty(SqStackS);
StatusMazePath(MazeType&maze,PosTypestart,PosTypeend);
StatusPass(MazeTypemaze,PosTypecurpos);
StatusFootPrint(MazeType&maze,PosTypecurpos);
PosTypeNextPos(PosTypecurpos,DirectiveTypedi);
StatusMarkPrint(MazeType&maze,PosTypecurpos);
Statusprint(MazeTypemaze);
voidmain()
{
PosTypestart,end;
MazeTypea;
printf("请输入迷宫数据\n");
for(inti=0;i<10;i++) //接受输入的迷宫数据
{
for(intj=0;j<10;j++)
{
scanf("%d",&a.arr[i][j]);
}
}
printf("请输入起始位置:
行列 "); //用户自定义起始点与终点
scanf("%d%d",&start.row,&start.col);
printf("请输入结束位置:
行列 ");
scanf("%d%d",&end.row,&end.col);
if(MazePath(a,start,end)) //寻找路径
print(a);
else
printf("没有找到路径\n");
}
StatusInitStack(SqStack&S)
{
S.base=(SElemType*)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType));
//为栈申请存储地址
if(!
S.base)
exit(OVERFLOW);
S.top=S.base;
S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;
returnOK;
}//endInitStack
StatusPop(SqStack&S,SElemType&e)
{
if(S.top==S.base)
returnERROR;
e=*(S.top-1);//如果没有这句话就会在原地打转,导致在死胡同堵死
S.top--;
returnOK;
}//endPop
StatusPush(SqStack&S,SElemTypee)
{
*S.top=e;
S.top++;
returnOK;
}//endPush
StatusStackEmpty(SqStackS)
{
if(S.top==S.base)
returnOK;
else
returnERROR;
}//endStackEmpty
StatusMazePath(MazeType&maze,PosTypestart,PosTypeend)
{
PosTypecurpos;
curpos=start;
intcurstep=1;
SElemTypee;
SqStackS;
InitStack(S);
do
{
if(Pass(maze,curpos))//当前位置可以通过,即未曾走过的模块
{
e.step=curstep;
e.seat=curpos;
e.di=1;
FootPrint(maze,curpos);//留下足迹
Push(S,e);//加入到路径栈中
if(curpos.col==end.col&&curpos.row==end.row)//达到终点(出口)
returnOK;
curpos=NextPos(curpos,1);//下一位置是当前位置的东邻
curstep++;//探索下一步