数据结构迷宫问题实验报告Word文档格式.docx
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StackEmpty(&
判断栈是否为空.若栈为空,返回1,否则返回0
Destroy(&
销毁栈s
}ADTStack
(2)设定迷宫的笼统数据类型界说
ADTyanshu{
D={ai,j|ai,j属于{‘’、‘*’、‘@’、‘#’},0<
=i<
=M,0<
=j<
=N}
R={ROW,COL}
ROW={<
ai-1,j,ai,j>
|ai-1,j,ai,j属于D,i=1,2,…M,j=0,1,…N}
COL={<
ai,j-1,ai,j>
|ai,j-1,ai,j属于D,i=0,1,…M,j=1,2,…N}
InitMaze(MazeType&
maze,inta[][COL],introw,intcol){
二维数组inta[][COL],已经存在,其中第1至第m-1行,每行自第1到第n-1列的元素已经值,并以值0暗示障碍,值1暗示通路.
构造迷宫的整形数组,以空白暗示通路,字符‘0’暗示障碍
在迷宫四周加上一圈障碍
MazePath(&
maze){
迷宫maze已被赋值
若迷宫maze中存在一条通路,则按如下规定改变maze的状态;
以字符‘*’暗示路径上的位置.字符‘@’暗示‘死胡同’;
否则迷宫的状态不变
}
PrintMaze(M){
迷宫M已存在
以字符形式输出迷宫
}ADTmaze
(3)本法式包括三个模块
a、
主法式模块
voidmain()
{
初始化;
构造迷宫;
迷宫求解;
迷宫输出;
b、
栈模块——实现栈的笼统数据类型
c、
迷宫模块——实现迷宫的笼统数据类型
2、详细设计
(1)坐标位置类型:
typedefstruct{
introw;
//迷宫中的行
intcol;
//......的列
}PosType;
//坐标
(2)
迷宫类型:
intm,n;
intarr[RANGE][RANGE];
}MazeType;
//迷宫类型
void
maze,inta[][COL],introw,intcol)\
//设置迷宫的初值,包括边缘一圈的值
BoolMazePath(MazeType&
maze,PosTypestart,PosTypeend)
//求解迷宫maze中,从入口start到出口end的一条路径
//若存在,则返回true,否则返回false
VoidPrintMaze(MazeTypemaze)
//将迷宫打印出来
(3)
栈类型:
int
step;
//以后位置在路径上的"
序号"
PosType
seat;
//以后的坐标位置
DirectiveType
di;
//往下一个坐标位置的方向
}SElemType;
//栈的元素类型
SElemType*base;
SElemType*top;
intstacksize;
}SqStack;
栈的基本把持设置如下:
VoidInitStack(SqStack&
S)
//初始化,设S为空栈(S.top=NUL)
VoidDestroyStack(Stack&
//销毁栈S,并释放空间
VoidClearStack(SqStack&
//将栈S清空
IntStackLength(SqStack&
//返回栈S的长度
StatusStackEmpty(SqStack&
?
、若S为空栈(S.top==NULL),则返回TRUE,否则返回FALSE
StatueGetTop(SqStack&
S,SElemTypee)
//r若栈S不空,则以e待会栈顶元素并返回TRUE,否则返回FALSE
StatuePop(SqStack&
//若分配空间胜利,则在S的栈顶拔出新的栈顶元素s并返回TRUE
//否则栈不变,并返回FALSE
StatuePush(SqStack&
S,SElemType&
//若分配空间程控,则删除栈顶并以e带回其值,则返回TRUE
//否则返回FALSE
VoidStackTraverse(SqStack&
S,Status)(*Visit)(SElemTypee))
//从栈顶依次对S中的每个节点调用函数Visit
4求迷宫路径的伪码算法:
StatusMazePath(MazeType&
maze,PosTypestart,PosTypeend){//求解迷宫maze中,从入口start到出口end的一条路径
InitStack(s);
PosTypecurpos=start;
intcurstep=1;
//探索第一部
do{
if(Pass(maze,curpos)){
//如果以后位置可以通过,即是未曾走到的通道块
FootPrint(maze,curpos);
//留下足迹
e=CreateSElem(curstep,curpos,1);
//创立元素
Push(s,e);
if(PosEquare(curpos,end))
returnTRUE;
curpos=NextPos(curpos,1);
//获得下一节点:
以后位置的东邻
curstep++;
//探索下一步
}else{
//以后位置不能通过
if(!
StackEmpty(s)){
Pop(s,e);
while(e.di==4&
&
!
StackEmpty(s)){
MarkPrint(maze,e.seat);
Pop(s,e);
//留下不能通过的标识表记标帜,并退回步
if(e.di<
4){
e.di++;
Push(s,e);
//换一个方向探索
curpos=NextPos(e.seat,e.di);
//设定以后位置是该方向上的相块
}//if
}//else
}while(!
StackEmpty(s));
returnFALSE;
//MazePath
四、法式调试分析
1.首先呢,想自己读入数据的,回来发现那样,很麻烦,所以还是事先界说一个迷宫.
2.栈的元素类型一开始有点迷惑,后来就解决了
3.本题中三个主要算法;
InitMaze,MazePath和PrintMaze的时间复杂度均为O(m*n)本题的空间复杂度也是O(m*n)
五、用户使用说明
.
六、法式运行结果
1.建立迷宫:
2.通过1功能建立8*8的迷宫后,通过2功能继续建立迷宫内部:
通过建立自己设订单位数目建立迷宫内墙.
3.通过3功能观察已建立的迷宫结构:
4.通过4功能确立迷宫起点和终点:
(此处像我们随机选择4,4和2,7分别为起点终点)
5.执行5功能,判断是否有路径走出迷宫:
这种情况无法走出迷宫.
我们再次观察图像设4,4和1,6分别为起点终点,再运行5功能.
观察到可以胜利解开迷宫步数从1依次开始.
七、法式清单
#include<
stdio.h>
stdlib.h>
string.h>
malloc.h>
//迷宫坐标位置类型
typedefstruct
intx;
//行值
inty;
//列值
#defineMAXLENGTH25//设迷宫的最年夜行列为25
typedefintMazeType[MAXLENGTH][MAXLENGTH];
//迷宫数组[行][列]
typedefstruct//栈的元素类型
intord;
//通道块在路径上的"序号"
PosTypeseat;
//通道块在迷宫中的"坐标位置"
intdi;
//从此通道块走向下一通道块的"方向"(0~3暗示东~北)
//全局变量
MazeTypem;
//迷宫数组
intcurstep=1;
//以后足迹,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
//栈的顺序存储暗示
typedefstructSqStack
SElemType*base;
//在栈构造之前和销毁之后,base的值为NULL
SElemType*top;
//栈顶指针
intstacksize;
//以后已分配的存储空间,以元素为单位
//顺序栈
//构造一个空栈S
intInitStack(SqStack*S)
//为栈底分配一个指定年夜小的存储空间
(*S).base=(SElemType*)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType));
if(!
(*S).base)
exit(0);
(*S).top=(*S).base;
//栈底与栈顶相同暗示一个空栈
(*S).stacksize=STACK_INIT_SIZE;
return1;
//若栈S为空栈(栈顶与栈底相同的),则返回1,否则返回0.
intStackEmpty(SqStackS)
if(S.top==S.base)
return1;
else
return0;
//拔出元素e为新的栈顶元素.
intPush(SqStack*S,SElemTypee)
if((*S).top-(*S).base>
=(*S).stacksize)//栈满,追加存储空间
{
(*S).base=(SElemType*)realloc((*S).base,
((*S).stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType));
if(!
exit(0);
(*S).top=(*S).base+(*S).stacksize;
(*S).stacksize+=STACKINCREMENT;
}
*((*S).top)++=e;
//若栈不空,则删除S的栈顶元素,用e返回其值,并返回1;
否则返回0.
intPop(SqStack*S,SElemType*e)
if((*S).top==(*S).base)
*e=*--(*S).top;
//这个等式的++*优先级相同,可是它们的运算方式,是自右向左
//界说墙元素值为0,可通过路径为1,不能通过路径为-1,通过路径为足迹
//当迷宫m的b点的序号为1(可通过路径),return1;
否则,return0.
intPass(PosTypeb)
{
if(m[b.x][b.y]==1)
voidFootPrint(PosTypea)//使迷宫m的a点的序号酿成足迹(curstep),暗示经过
m[a.x][a.y]=curstep;
//根据以后位置及移动方向,返回下一位置
PosTypeNextPos(PosTypec,intdi)
PosTypedirec[4]={{0,1},{1,0},{0,-1},{-1,0}};
//{行增量,列增量}
//移动方向,依次为西北西北
c.x+=direc[di].x;
c.y+=direc[di].y;
returnc;
//使迷宫m的b点的序号酿成-1(不能通过的路径)
voidMarkPrint(PosTypeb)
m[b.x][b.y]=-1;
//若迷宫maze中存在从入口start到出口end的通道,则求得一条
//寄存在栈中(从栈底到栈顶),并返回1;
否则返回0
intMazePath(PosTypestart,PosTypeend)
{
SqStackS;
PosTypecurpos;
SElemTypee;
InitStack(&
S);
curpos=start;
do
if(Pass(curpos))
{//以后位置可以通过,即是未曾走到过的通道块
FootPrint(curpos);
//留下足迹
e.ord=curstep;
e.seat.x=curpos.x;
e.seat.y=curpos.y;
e.di=0;
Push(&
S,e);
//入栈以后位置及状态
curstep++;
//足迹加1
if(curpos.x==end.x&
curpos.y==end.y)//达到终点(出口)
return1;
curpos=NextPos(curpos,e.di);
}
else
{//以后位置不能通过
if(!
StackEmpty(S))
{
Pop(&
e);
//退栈到前一位置
curstep--;
while(e.di==3&
!
StackEmpty(S))//前一位置处于最后一个方向(北)
{
MarkPrint(e.seat);
//留下不能通过的标识表记标帜(-1)
Pop(&
//退回一步
curstep--;
}
if(e.di<
3)//没到最后一个方向(北)
e.di++;
//换下一个方向探索
Push(&
curstep++;
//设定以后位置是该新方向上的相邻块
curpos=NextPos(e.seat,e.di);
}
}while(!
StackEmpty(S));
return0;
//输出迷宫的结构
voidPrint(intx,inty)
inti,j;
for(i=0;
i<
x;
i++)
for(j=0;
j<
y;
j++)
printf("
%3d"
m[i][j]);
printf("
\n"
);
PosTypebegin,end;
inti,j,x,y,x1,y1,n,k;
do{
system("
cls"
//清屏函数
printf("
**************************物联网1班-15180118-刘沛航*************************\n\n\n"
1请输入迷宫的行数,列数\n"
2请输入迷宫内墙单位数\n"
3迷宫结构如下\n"
4输入迷宫的起点和终点\n"
5输出结果\n"
0退出\n"
\n\n请选择"
scanf("
%d"
&
n);
switch(n)
case1:
printf("
请输入迷宫的行数,列数(包括外墙):
(空格隔开)"
%d%d"
&
x,&
y);
for(i=0;
i++)//界说周边值为0(同墙)
{
m[0][i]=0;
//迷宫上面行的周边即上边墙
m[x-1][i]=0;
//迷宫下面行的周边即下边墙
for(j=1;
y-1;
m[j][0]=0;
//迷宫左边列的周边即左边墙
m[j][y-1]=0;
//迷宫右边列的周边即右边墙
for(i=1;
x-1;
for(j=1;
m[i][j]=1;
//界说通道初值为1
}break;
case2:
{printf("
请输入迷宫内墙单位数:
"
j);
请依次输入迷宫内墙每个单位的行数,列数:
(空格隔开)\n"
for(i=1;
=j;
scanf("
x1,&
y1);
m[x1][y1]=0;
case3:
{Print(x,y);
刘沛航建立的迷宫,界说墙元素值为0,可通过路径为1,输入0退出"
scanf("
k);
}break;
case4:
{printf("
请输入起点的行数,列数:
begin.x,&
begin.y);
请输入终点的行数,列数:
end.x,&
end.y);
case5:
if(MazePath(begin,end))//求得一条通路
此迷宫从入口到出口的一条路径如下,谢谢使用刘沛航的法式:
Print(x,y);
//输出此通路
此迷宫没有从入口到出口的路径,谢谢使用刘沛航的法式\n"
输入0退出"
}while(n!
=0);