迷宫与栈问题文档格式.docx
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测试主函数迷宫的输入输出
测试迷宫函数和迷宫路径输出函数
五、
总结
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六、
附件（代码）
一、系统开发的背景
迷宫问题是心理学中的一个经典问题，一直以来人们乐都此不彼的研究它。
同样利用栈的思想也可以解决迷宫问题。
二、系统分析与设计
（一）系统功能要求
以一个mXn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。
首先实现一个以链表作存储结构的栈类型，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。
（二）系统模块结构设计
通过对系统功能的分析，系统功能如图1所示。
图1迷宫与栈问题系统功能图
通过上图的功能分析，把整个系统划分为4个模块：
1、栈的基本操作：
该模块主要包括栈的初始化、栈空判别算法、入栈算法、出栈算法；
主要通过函数SeqStack*Init_SeqStack（）、Empty_SeqStack（SeqStack*s）、Push_SeqStack（SeqStack*s,DateTypex）、pop_SeqStack（SeqStack*s,DateType*x）实现；
2、迷宫算法：
该模块主要通过函数path（SeqStack*s）实现，
3、迷宫路径输出算法：
该模块主要通过函数printpath（SeqStack*s）实现；
4、主函数：
该模块主要是迷宫的输入、打印，以及对以上函数的调用。
三、系统的设计与实现
（一）栈的基本操作
分析：
栈的初始化算法也可理解为置空栈算法：
首先建立栈空间，然后初始化栈顶指针。
利用if来判断是否申请到足够大的储存空间，然后返回空指针或栈空间地址；
栈空判别算法：
当栈顶指针指向栈底时，栈为空；
入栈算法：
入栈时，首先借助if语句判断栈是否满了，栈满时，不能入栈，返回错误代码0，相反，栈顶指针向上移动，将x置于新的栈顶，入栈成功返回成功代码1；
出栈算法：
出栈时，首先判断栈是否为空，借助于if语句，栈空不能出栈，返回错误代码0，相反，保存栈顶元素值，栈顶指针向下移动，栈顶元素存入*x，返回成功代码1；
该模块如图2所示：
图2栈的基本操作
该模块的具体代码如下所示：
//栈的初始化算法
SeqStack*Init_SeqStack（）{
SeqStack*s;
s=（SeqStack*）malloc（sizeof（SeqStack））;
s->
top=0;
returns;
}
//栈空判别算法
intEmpty_SeqStack（SeqStack*s）{
if（s->
top==0）
//判断空栈
return1;
else
return0;
//入栈算法
intPush_SeqStack（SeqStack*s,DateTypex）{
top==Maxsize-1）
//判断栈满
else{
top++;
data[s->
top]=x;
//出栈算法
intpop_SeqStack（SeqStack*s,DateType*x）{
if（Empty_SeqStack（s））
*x=s->
top];
top--;
（二）迷宫算法：
path（SeqStack*s）
从迷宫入口出发，按照一定的顺序（在本程序中顺序依次为右、右下、下、左下、左、左上，上、右上）对周围的墙、路进行判断；
若周围的位置都为1（即没有通路），则沿原路返回前一点，换下一个方向继续试探，直到所有通路都试探到，或找到一条通路，或无路可走又返回到入口点。
在求解过程中，为了保证在到达某一点后不能向前继续行走时，能正确返回前一点，以便继续从下一个方向向前试探，则需要用一个栈保存所能到达的没一点的下标及从该点前进的方向。
栈是由行、列、方向组成的三元组。
迷宫求解算法思想如下：
（1）栈初始化。
（2）将入口坐标及到达该点的方向（设为-1）入栈。
（3）伪代码入下：
while（栈不空）{
栈顶元素>
=（x,y,d）
出栈；
求下一个要试探的方向d++；
while（还有剩余试探方向）{
if（d方向可走）{
（x,y,d）入栈；
求新点坐标（i,j）;
将新点（i,j）切换为当先点（x,y）;
If（（x,y）==（m,n））
结束；
else
重置d=0；
d++;
}}
//迷宫算法
intpath（SeqStack*s）
{
DateTypetemp;
intx,y,d,i,j;
temp.x=1;
temp.y=1;
temp.d=-1;
//初始化入口坐标及方向
Push_SeqStack（s,temp）;
while（!
Empty_SeqStack（s））
pop_SeqStack（s,&
temp）;
x=temp.x;
y=temp.y;
d=temp.d+1;
while（d<
8）
i=x+move[d].x;
j=y+move[d].y;
if（maze[i][j]==0）
//该点可达
temp.x=x;
temp.y=y;
temp.d=d;
//坐标及方向
//坐标及方向入栈
x=i;
y=j;
maze[x][y]=-1;
//到达新点
if（x==m&
&
y==n）
//到出口，迷宫有路，成功返回1
d=0;
//重新初始化方向
//改变方向
//迷宫无路，失败返回0
（三）迷宫路径输出算法：
printpath（SeqStack*s）
利用for循环输出栈中保存的路径。
该算法的流程图如图3所示：
图3迷宫路径输出流程图
voidprintpath（SeqStack*s）
inti;
for（i=1;
i<
=s->
top;
i++）
{printf（"
{[%d,%d],%d}"
s->
data[i].x,s->
data[i].y,s->
data[i].d）;
if（i<
top）
printf（"
-->
"
）;
if（i%3==0）
\n"
（四）主函数
迷宫的输入输出借助于for循环实现，为了迷宫算法查找方便，用maze[m+2][m+2]来表示迷宫,在四周加上一圈“哨兵”即迷宫四周的值全部为1。
标识迷宫入口和出口即将maze[1][1]、maze[m][n]置为0。
voidmain（）
inti,j,k;
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~\n"
迷宫与栈问题
\n"
请按行输入迷宫（%d*%d）:
m,n）;
提示：
0表示通路，1表示阻碍\n"
=m;
for（j=1;
j<
=n;
j++）
scanf（"
%ld"
&
maze[i][j]）;
maze[1][1]=0;
maze[m][n]=0;
for（i=0;
m+2;
maze[i][0]=1;
maze[i][n+1]=1;
for（j=0;
n+2;
maze[0][j]=1;
maze[m+1][j]=1;
\n输入的迷宫如图所示\n"
{
%2d"
maze[i][j]）;
s=Init_SeqStack（）;
k=path（s）;
if（k==1）
{
\n输出路径如下：
printpath（s）;
失败！
\n\n"
getchar（）;
四、系统测试
（一）测试主函数迷宫的输入输出
图4迷宫的输入及打印
（二）测试迷宫函数和迷宫路径输出函数
图5迷宫路径的输出
五、总结
系统完成了迷宫的输入输出及查找路径并输出了路径的功能。
系统不能输出迷宫所有的路径。
统过这段时间的课程设计，我对计算机的应用，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。
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。
这次课程设计让我更加深入了解很多方面的知识，如顺序结构的栈类型及其基本操作，数组的运用等等。
在实际的上机操作过程中，不仅是让我们了解数据结构的理论知识，更重要的是培养解决实际问题的能力，所以相信通过此次课程设计可以提高我们分析设计能力和编程能力，为后续课程的学习及实践打下良好的基础。
六、附件（代码）
#include<
stdio.h>
stdlib.h>
#definem10//迷宫的行
#definen10
//迷宫的列
//顺序栈的类型描述
#defineMaxsize50
intmaze[m+2][n+2];
//Move数组定义
typedefstruct{
intx,y;
}item;
itemmove[8]={{0,1},{1,1},{1,0},{1,-1},{0,-1},{-1,-1},{-1,0},{-1,1}};
//栈中元素的设计
intx,y,d;
}DateType;
//横坐标及方向
DateTypedata[Maxsize];
inttop;
}SeqStack;
//定义一个指向顺序栈的指针变量
s=（SeqStack*）malloc（sizeof（SeqStack））
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