完整word版实验报告迷宫问题.docx
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完整word版实验报告迷宫问题
实习2栈的应用
本次实习的主要目的在于帮助学生深入了解栈的特性，以便在实际问题背景下灵活运用他们；同时还将巩固对栈这种结构的构造方法的理解。
实验课时 6课时
程序1：
迷宫问题
［问题描述］
以一个m×n的长方阵表示迷宫，‘0’和‘1’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，求出一条从入口到出口的通路，或得出没有通路的结论。
［基本要求］
首先实现一个以顺序表或链表做存储结构的栈类型，然后编写一个求解迷宫的非递归程序。
求得的通路以三元组（i,j,d）的形式输出，其中：
（i,j）指示迷宫中的一个坐标，d表示走到下一坐标的方向。
如：
对下列数据的迷宫，输出的一条通路为：
（1，1，1），（1，2，2），（2，2，2），…
［测试数据］
迷宫的测试数据如下：
左上角（1，1）为入口，右下角（3，4）为出口。
[实现提示]
计算机解迷宫通常用的是“穷举求解”方法，即从入口出发，顺着某一个方向进行探索，若能走通，则继续往前进；否则沿原路退回，换一个方向再继续探索，直至所有可能的通路都探索到为止,如果所有可能的通路都试探过，还是不能走到终点，那就说明该迷宫不存在从起点到终点的通道，可以二维数组存储迷宫数据。
[程序实现]
#include
#include
//1.迷宫位置坐标类型
typedefstruct
{
intx;//行
inty;//列
}PosType;
#defineMAXENGTH25//迷宫最大行列数位25
typedefintMazeType[MAXENGTH][MAXENGTH];//迷宫数列
typedefstruct//定义栈
{
intord;//通道块在路径上的序号
PosTypeseat;//通道块在迷宫中的位置
intdi;//走向下一块的方向（0~3表示东、南、西、北）
}SElemType;
//2.全局变量
MazeTypem;//迷宫数组
intcurstep=1;//当前位置，初值为1
#defineSTACK_INIT_SIZE10//存储空间初始分配量
#defineSTACKINCREMENT2//存储空间分配增量
//3.栈的顺序存储表示
typedefstructSqStack
{
SElemType*base;//尾指针
SElemType*top;//头指针
intstacksize;//栈大小
}SqStack;//顺序表
//4.构造空栈
intInitStack（SqStack&S）
{
S.base=（SElemType*）malloc（STACK_INIT_SIZE*sizeof（SElemType））;
if（!
（S.base））
exit（0）;
S.top=S.base;
S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;
return1;
}
//5.判断栈是否为空（用来判断迷宫是否不可达到出口）
intStackEmpty（SqStackS）
{
if（S.top==S.base）//栈底与栈顶相等为空栈
return1;
else
return0;
}
//6.插入元素
intPush（SqStack&S,SElemTypee）
{
if（S.top-S.base>=S.stacksize）//栈顶-栈底>=栈长，说明空间已满
{
S.base=（SElemType*）realloc（S.base,（S.stacksize+STACKINCREMENT）*sizeof（SElemType））;
if（!
S.base）
exit（0）;
S.top=S.base+S.stacksize;
S.stacksize+=STACKINCREMENT;
}
*（S.top）++=e;
return1;
}
//7.栈不为空时，删除栈顶元素，用e返回（用于当栈顶元素各方向均不通时，将其从路径中删除）
intPop（SqStack&S,SElemType&e）
{
if（S.top==S.base）
return0;
e=*--S.top;//先将S.top的值赋给e，再将S.top向下移一位
return1;
}
//8.判断迷宫m中b点是否可通过（是1，否0），其中墙为0，可通过路径为1，不可通过路径为-1
intPass（PosTypeb）
{
if（m[b.x][b.y]==1）
return1;
else
return0;
}
//9.是迷宫m中a的序号变为足迹（即该位置目前可通过）
voidFootPrint（PosTypea）
{
m[a.x][a.y]=curstep;
}
//10.根据当前位置方向，返回下一位置
PosTypeNextPos（PosTypec,intdi）
{
PosTypedirec[4]={{0,1},{1,0},{0,-1},{-1,0}};
c.x+=direc[di].x;
c.y+=direc[di].y;
returnc;
}
//11.道路不能通过时（即为死路），将其标记为-1
voidMarkPrint（PosTypeb）
{
m[b.x][b.y]=-1;
}
//12.求迷宫出口
intMazePath（PosTypestart,PosTypeend）
{
SqStackS;
PosTypecurpos;//当前位置
SElemTypee;
InitStack（S）;
curpos=start;
do
{
if（Pass（curpos））
{
FootPrint（curpos）;
e.ord=curstep;
e.seat.x=curpos.x;
e.seat.y=curpos.y;
e.di=0;
Push（S,e）;
curstep++;
if（curpos.x==end.x&&curpos.y==end.y）
return1;
curpos=NextPos（curpos,e.di）;
}
else
{
if（!
StackEmpty（S））
{
Pop（S,e）;
curstep--;
while（e.di==3&&!
StackEmpty（S））
{
MarkPrint（e.seat）;
Pop（S,e）;
curstep--;
}
if（e.di<3）
{
e.di++;
Push（S,e）;
curstep++;
curpos=NextPos（e.seat,e.di）;
}
}
}
}while（!
StackEmpty（S））;
return0;
}
//13.输出迷宫结构
voidPrint（intx,inty）
{
inti,j;
for（i=0;i{
for（j=0;jprintf（"%3d",m[i][j]）;
printf（"\n"）;
}
}
//14.主函数
intmain（）
{
PosTypebegin,end;
inti,j,x,y,x1,y1;
printf（"请输入迷宫行列数（包括外墙）:
（空格隔开）\n"）;
scanf（"%d%d",&x,&y）;
for（i=0;i{
m[0][i]=0;
m[x-1][i]=0;
}
for（j=0;j{
m[j][0]=0;
m[j][y-1]=0;
}
for（i=1;ifor（j=1;jm[i][j]=1;//墙内初始值均为1
//输入迷宫中墙的个数
printf（"输入墙的个数：
"）;
scanf（"%d",&j）;
//安排墙的位置
printf（"请输入墙的位置（坐标），用空格隔开:
\n"）;
for（i=1;i<=j;i++）
{
scanf（"%d%d",&x1,&y1）;
m[x1][y1]=0;
}
printf（"迷宫结构如下\n"）;
Print（x,y）;
printf（"请输入起点坐标：
\n"）;
scanf（"%d%d",&begin.x,&begin.y）;
printf（"请输入终点坐标：
\n"）;
scanf（"%d%d",&end.x,&end.y）;
if（MazePath（begin,end））
{
printf（"此迷宫的一条路径如下:
\n"）;
Print（x,y）;
}
else
printf（"此迷宫无法到达出口\n"）;
return0;
}
[实验结果]
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