完整word版数据结构 迷宫求解.docx
《完整word版数据结构 迷宫求解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《完整word版数据结构 迷宫求解.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
完整word版数据结构迷宫求解
【完成题目3】迷宫求解
【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。
【算法设计】
本实验的目的是设计一个程序，实现手动或者自动生成一个n×m矩阵的迷宫，寻找一条从入口点到出口点的通路。
我们将其简化成具体实验内容如下：
选择手动或者自动生成一个n×m的迷宫，将迷宫的左上角作入口，右下角作出口，设“0”为通路，“1”为障碍，即无法穿越。
假设从起点出发，目的为右下角终点，可向“上、下、左、右、左上、左下、右上、右下”8个方向行走。
如果迷宫可以走通，则用“■”代表“1”，用“□”代表“0”，用“→”代表行走迷宫的路径。
输出迷宫原型图、迷宫路线图以及迷宫行走路径。
如果迷宫为死迷宫，输出信息。
可以二维数组存储迷宫数据，用户指定入口下标和出口下标。
为处理方便起见，可在迷宫的四周加一圈障碍。
对于迷宫中任一位置，均可约定有东、南、西、北四个方向可通。
本程序包含三个模块
1）主程序模块：
voidmain（）
{
初始化;
do{
接受命令;
处理命令;
}while（命令!
=退出）;
}
2）栈模块——实现栈抽象数据类型；
3）迷宫模块——实现迷宫抽象数据类型。
【源代码】
#include//库中包含system（"pause"）和rand（）函数
#include//c语言里的库
#include
#include
#defineOK1
#defineERROR0
#defineSTACK_INIT_SIZE100
#defineSTACKINCREMENT10
#defineOVERFLOW-1
#defineM49
#defineN49
usingnamespacestd;
intmaze[M][N];
typedefintStatus;
typedefstruct
{
intm,n,direc;
}MazeType,*LMazeType;
typedefstruct
{
LMazeTypetop;
LMazeTypebase;
intstacksize;
intover;
}Stack;
voidInit_hand_Maze（intmaze[M][N],intm,intn）
{
inti,j;
for（i=1;i<=m+1;i++）
for（j=1;j<=n+1;j++）
{
maze[i][j]=1;
}
cout<<"请按行输入迷宫，0表示通路，1表示障碍:
"<for（i=1;ifor（j=1;jcin>>maze[i][j];
for（i=1;i{
for（j=1;j{
if（maze[i][j]!
=0&&maze[i][j]!
=1）{
cout<<"您输入有误，请重新输入";
Init_hand_Maze（maze,m,n）;
}
}
}
}
voidInit_automatic_Maze（intmaze[M][N],intm,intn）//自动生成迷宫
{
inti,j;
cout<<"\n迷宫生成中……\n\n";
system（"pause"）;
for（i=1;ifor（j=1;jmaze[i][j]=rand（）%2;//随机生成0、1
}
voidPrintMaze（intmaze[M][N],introw,intcol）
{
inti,j;
cout<<"迷宫如图所示."<for（i=1;i{
for（j=1;j{
if（maze[i][j]==1）
cout<<"■";
else
cout<<"□";
}
cout<}
}
StatusInitStack（Stack&S）
{
S.base=（LMazeType）malloc（STACK_INIT_SIZE*sizeof（MazeType））;
if（!
S.base）exit（OVERFLOW）;
S.top=S.base;
S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;
S.over=0;
returnOK;
}
StatusPush（Stack&S,MazeTypee）
{
if（S.top-S.base>=S.stacksize）
{
S.base=（LMazeType）realloc（S.base,（S.stacksize+STACKINCREMENT）*sizeof（MazeType））;
if（!
S.base）exit（OVERFLOW）;
S.top=S.base+S.stacksize;
S.stacksize+=STACKINCREMENT;
}
*S.top++=e;
returnOK;
}
StatusPop（Stack&S,MazeType&e）
{
if（S.top==S.base）returnERROR;
e=*--S.top;
returnOK;
}
StatusMazePath（Stack&S,MazeType&e,intmaze[M][N],intm,intn）
{
do
{
if（maze[e.m][e.n]==0）//0可通，1不可通，2为已走过
{
Push（S,e）;
maze[e.m][e.n]=2;
if（e.m==m&&e.n==n）
{
S.over=1;//表示存满一条路径
returnOK;
}
else{
e.n++;
e.direc=0;//来这一点时的方向，0右1下2左3上
MazePath（S,e,maze,m,n）;
}
}
else
{
if（S.top!
=S.base&&S.over!
=1）
{
switch（e.direc）//回到上一位置并同时改变方向走下一步
{
case0:
e.n--;
e.m++;
e.direc=1;
break;
case1:
e.m--;
e.n--;
e.direc=2;
break;
case2:
e.n++;
e.m--;
e.direc=3;
break;
case3:
Pop（S,e）;
break;
}
}
}
}while（S.top!
=S.base&&S.over!
=1）;
returnOK;
}
intPrintPath（StackS,intmaze[M][N],introw,intcol）
{
if（S.top==S.base）
{
cout<<"\n===============================================\n";
cout<<"此迷宫无解\n\n";
returnERROR;
}
MazeTypee;
while（S.top!
=S.base）
{
Pop（S,e）;
maze[e.m][e.n]=（e.direc+10）;
}
cout<<"完成!
"<cout<<"\n===============================================\n";
cout<<"路径为:
"<inti,j;
for（i=1;i{
for（j=1;j{
switch（maze[i][j]）
{
case0:
cout<<"□";
break;
case1:
cout<<"■";
break;
case2:
cout<<"※";
break;
case10:
cout<<"→";
break;
case11:
cout<<"↓";
break;
case12:
cout<<"←";
break;
case13:
cout<<"↑";
break;
}
}
cout<}
cout<<"入口"<cout<<"完成!
"<returnOK;
}
intmain（）
{
inti,m,n,maze[M][N],cycle=0;
while（cycle!
=（-1））
{
cout<<"********************************************************************************\n";
cout<<"欢迎进入迷宫求解系统\n";
cout<cout<<"********************************************************************************\n";
cout<<"☆1手动生成迷宫☆\n";
cout<<"☆2自动生成迷宫☆\n";
cout<<"☆3退出☆\n\n";
cout<<"********************************************************************************\n";
cout<<"\n";
cout<<"请选择你的操作：
\n";
cin>>i;
switch（i）
{
case1:
cout<<"\n请输入行数：
";
cin>>m;
cout<<"\n";
cout<<"请输入列数：
";
cin>>n;
while（（m<1||m>49）||（n<1||n>49））
{
cout<<"\n抱歉，你输入的行列数超出预设范围（1-49,1-49）,请重新输入：
\n\n";
cout<<"\n请输入行数：
";
cin>>m;
cout<<"\n";
cout<<"请输入列数：
";
cin>>n;
}
Init_hand_Maze（maze,m,n）;
PrintMaze（maze,m,n）;
MazeTypestart,end;
cout<<"请输入起点mn:
"<cin>>start.m>>start.n;
start.direc=0;
cout<<"请输入终点mn:
"<cin>>end.m>>end.n;
StackS;
cout<<"寻找路径..."<InitStack（S）;
MazePath（S,start,maze,end.m,end.n）;
PrintPath（S,maze,m,n）;
system（"pause"）;
cout<<"\n\nPressEnterContiue!
\n";
getchar（）;
while（getchar（）!
='\n'）;//接受一个输入，当为回车时执行break跳出，否则一直执行接受数据
break;
case2:
cout<<"\n请输入行数：
";
cin>>m;
cout<<"\n";
cout<<"请输入列数：
";
cin>>n;
while（（m<0||m>49）||（n<0||n>49））
{
cout<<"\n抱歉，你输入的行列数超出预设范围（0-49,0-49）,请重新输入：
\n\n";
cout<<"\n请输入行数：
";
cin>>m;
cout<<"\n";
cout<<"请输入列数：
";
cin>>n;
}
Init_automatic_Maze（maze,m,n）;
PrintMaze（maze,m,n）;
cout<<"请输入起点mn:
"<cin>>start.m>>start.n;
start.direc=0;
cout<<"请输入终点mn:
"<cin>>end.m>>end.n;
cout<<"寻找路径..."<InitStack（S）;
MazePath（S,start,maze,end.m,end.n）;
PrintPath（S,maze,m,n）;
system（"pause"）;
cout<<"\n\nPressEnterContiue!
\n";
getchar（）;
while（getchar（）!
='\n'）;
break;
case3:
cycle=（-1）;break;
default:
cout<<"\n";cout<<"你的输入有误!
\n";
cout<<"\nPressEnterContiue!
\n";
getchar（）;
while（getchar（）!
='\n'）;
break;
}
}
}
【结果截图】
迷宫无解的情况
手动生成迷宫的情况
自动生成迷宫的情况
【收获及体会】
1.本次实验核心算法明晰，思路明确，易于实现。
遇到的问题是，迷宫的外围若未设置障碍，用此程序采用的求解迷宫路径的算法无法获得正确结果。
2.本程序的MazePath算法代码不够简洁，但不影响算法实现。
3.本次实验由于时间问题和知识水平有限，还存在一些问题，比如：
界面比较单调，整个程序的功能还不完善，还有界面做的有些简单，菜单没有做好，可进行的操作太少，这些都有待进一步改善。
4．本次实验使我对迷宫游戏的原理有了一定的了解，但做出的结果离真正的迷宫还有很大差距，还需要进一步完善，需要自己课下学习更多的知识。
升级会员 