云南大学软件学院数据结构实验报告四.docx
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云南大学软件学院数据结构实验报告四
（本实验项目方案受“教育部人才培养模式创新实验区（X3108005）”项目资助）
实验难度：
A□B√C□
序号
学号
姓名
成绩
1
2
指导教师
（签名）
学 期：
2012秋季学期
任课教师:
实验题目:
迷宫
小组长:
云南大学软件学院2010学年秋季学期
《数据结构实验》成绩考核表
学号：
姓名：
本人承担角色：
学号：
姓名：
本人承担角色：
评分项目
评分指标
分值
得分
实验构思（10%）
1.实验目的明确
5
2.实验内容理解透彻、对实验所涉及到的知识点分析到位
5
实验设计（15%）
1.有对基本数据结构的抽象数据类型定义
5
2.实验方案设计完整，数据结构、算法选择合理
5
3.算法结构和程序功能模块之间逻辑清晰、有相应的流程图
5
实验实现（25%）
1.代码编写规范、风格统一、注释清楚易读
5
2.程序运行正常，测试结果正确
15
3.界面友好、易于操作、有较强的容错性
5
实验报告撰写（10%）
1.内容详实无缺漏，文字流畅、图表清楚
5
2.实验结果分析客观、详细，实验体会真实可信，对原实验方案的改进和对实验内容的发散性思考
5
个人工作量（30%）
1.个人完成工作量
15
2.个人技术水平
10
3.团队合作精神
5
实验运作（10%）
1.有一定用户群
5
2.应用前景分析
5
综合得分：
（满分100分）
指导教师：
（注：
此表在难度为C时使用，每个成员一份。
）
（下面的内容由学生填写，格式统一为，字体:
楷体,行距:
固定行距18，字号:
小四，个人报告按下面每一项的百分比打分。
难度A满分70分，难度B满分90分）
一、【实验构思（Conceive）】（10%）
1.创建四个文件，stack.h头文件、queue.h头文件、maze.h头文件和main.cpp主文件
2.栈文件用于在移动玩家位置过程中，将移动的方向保存到栈中。
然后在修改玩家位置时，用出栈的元素判断前方是地图的哪边。
然后将这个元素保存到队列中，等玩家走出迷宫后，输出走过的路径。
3.maze头文件：
（1）迷宫（二位数组）中的元素数据类型为自己构造的maze类型。
里面有二位数组的位置y（行）,x（列）、有substance为char类型、有left、right、up、down四个方位，表示二位数组中的绝对坐标关系。
（2）maze*JudgeRight（maze*player,maze*playerF）这个函数是用于传入玩家当前位置和前方位置，来返回右手边的地址。
（3）maze*JudgeFront（maze*player,char&go）这个函数利用玩家的当前位置，和刚刚直走以后的方向，来返回前方的地址。
（4）maze*GoToFront（maze*player,maze*playerF,structstack&S）这个函数是传入玩家的当前位置，前方位置，然后修改当前位置的地址，并返回。
其中还要把移动的方向压入栈中。
5.主文件里面创建10X10的二维数组来表示迷宫，并且初始化迷宫中的元素，确立其绝对坐标，确立绝对的邻居关系。
接下来利用迷宫口诀：
“伸出右手，摸着墙顺着走”，即“如果右手边不是墙，则，右转后直走；如果右手边是墙，前方没墙，则直走；右手边是墙，前方有墙，则左转”，做一个循环，如果玩家到了'u'才结束。
其中有入栈，出栈，入队的操作。
迷宫走出来以后，利用岀队函数输出玩家走过的路径。
二、【实验设计（Design）】（20%）
1.可以直接利用实验三（魔王语言）中的栈和队列头文件。
栈文件用于在maze.h头文件中的一个函数：
maze*GoToFront（maze*&player,maze*&playerF,structstack&S）
这个函数是在移动玩家位置过程中，将移动的方向保存到栈中。
然后在修改玩家的前方位置时，用出栈的元素判断前方是地图的哪边。
然后将这个元素保存到队列中，等玩家走出迷宫后，输出走过的路径。
2.maze头文件：
（1）迷宫（二位数组）中的元素数据类型为自己构造的maze类型。
里面有二位数组的位置y（行）,x（列），这样表示的方便是能直观利用坐标。
元素中还有substance为char类型，其中有'w'表示墙、'e'表示空、'p'表示玩家、'u'表示出口。
还有left、right、up、down四个方位，表示二位数组中的绝对坐标关系。
（5）maze*JudgeRight（maze*player,maze*playerF）函数：
在里面定义一个maze型指针playerR,然后判断：
如果前方就坐标的下方，那么playerR是坐标中的左方；如果前方就坐标的上方，那么playerR是坐标中的右方；如果前方就坐标的左方，那么playerR是坐标中的上方；如果前方就坐标的右方，那么playerR是坐标中的下方。
然后返回playerR。
（6）maze*JudgeFront（maze*player,char&go）函数：
在里面定义一个maze型指针playerF，传入go（表示刚刚直走的方向），如果上走，palyerF修改成player的上方；如果下走，palyerF修改成player的下方；如果左走，palyerF修改成player的左方；如果右走，palyerF修改成player的右方；返回palyerF。
（7）maze*GoToFront（maze*player,maze*playerF,structstack&S）
直走函数：
根据前方的坐标减去玩家当前坐标，然后得出x,y的值。
如果x为1，向右走；x为-1，向左走；y为1，向下走；y为-1，向上走；然后将所走的方向用char表示成'U','D','L','R'压住栈中。
将玩家的前方赋值给变化后的位置，返回变化后的玩家位置。
3.主文件里面创建10X10的二维数组来表示迷宫，并且初始化迷宫中的元素，确立其绝对坐标，确立绝对的邻居关系。
首先是定义二维数组：
mazemazeArr[10][10]（非指针类型）;
初始化：
（1）访问二维数组的每一个元素，确立它的绝对坐标（x,y）、其中如果遇到边缘（x==0||y==0||x==9||y==9）时，将其中表示成墙，否则先表示成空。
（2）大量坐标中的元素初始化后，再局部修改，将部分空的地方变成墙。
将（1,1）表示成玩家的初始化位置'p'，（8,8）表示成出口'u'。
（3）之后就是定义二位数组的绝对上下左右关系。
特别注意的是如果是二位数组的边缘，那么要注意将边缘中某些方向指针修改成指向NULL的情况。
比如：
当x为0时，表示的是二维数组的第一列，那么将第一列所有元素的左指针都指向NULL,然后再修改其右，上，下指针。
如果x,y都不为0，那么表示的是迷宫的内部（非边缘）。
那么，按照坐标关系，下指针指向（y+1,x）的地址；上指针指向（y-1,x）的地址；右指针指向（y,x+1）的地址；左指针指向（y,x-1）的地址；
（4）接下来利用迷宫口诀：
“伸出右手，摸着墙顺着走”，即“如果右手边不是墙，则，右转后直走；如果右手边是墙，前方没墙，则直走；右手边是墙，前方有墙，则左转”，做一个循环，如果玩家到了'u'才结束。
其中有入栈，出栈，入队的操作。
其中，左转就是3次右转；直走之前将player的substance修改为空，再传直走函数，之后再判断前飞，再来判断右方，然后入队。
而在每次大循环开始前，将玩家的当前位置中的substance修改成'p'。
（5）迷宫走出来以后，利用岀队函数输出玩家走过的路径。
三、【实现描述（Implement）】（30%）
1.二位数组中每个元素的数据结构：
typedefstructmazeS{
charsubstance;
intx,y;
mazeS*left,*right,*up,*down;
}maze;
2.判断玩家的右手边地址函数：
maze*JudgeRight（maze*player,maze*playerF）{
maze*playerR;
if（playerF==player->down）
playerR=player->left;
if（playerF==player->up）
playerR=player->right;
if（playerF==player->left）
playerR=player->up;
if（playerF==player->right）
playerR=player->down;
returnplayerR;
}
3.判断前方
maze*JudgeFront（maze*player,char&go）{
maze*playerF;
if（go=='U'）
playerF=player->up;
if（go=='D'）
playerF=player->down;
if（go=='L'）
playerF=player->left;
if（go=='R'）
playerF=player->right;
returnplayerF;
}
4.直走函数：
maze*GoToFront（maze*&player,maze*&playerF,structstack&S）{
chargo;
inty,x;
y=playerF->y-player->y;
x=playerF->x-player->x;
if（y==-1）
go='U';
if（y==1）
go='D';
if（x==-1）
go='L';
if（x==1）
go='R';
PushStack（S,go）;
player=playerF;
returnplayer;
}
5.走迷宫的实现：
chargo;
structlinkQueueQ;
InitQueue（Q）;
structstackS;
InitStack（S）;
maze*player=&mazeArr[1][1];
maze*playerF=player->right;
maze*playerR=JudgeRight（player,playerF）;
//开始走迷宫，并做记录
while
（1）{
if（player->substance=='u'）break;
else{
player->substance='p';
if（playerR->substance=='w'）{
if（playerF->substance=='w'）{
//左转=右转3次
for（inti=0;i<3;i++）{
playerF=playerR;
playerR=JudgeRight（player,playerF）;
}
continue;
}
}else{
playerF=playerR;
playerR=JudgeRight（player,playerF）;
}
//直走
player->substance='e';
player=GoToFront（player,playerF,S）;
PopStack（S,go）;
playerF=JudgeFront（player,go）;
playerR=JudgeRight（player,playerF）;
EnQueue（Q,go）;
}
}
五、【测试结果（Testing）】（10%）
实验测试结果均为正确：
测试的输入
测试结果截图
按照课本中的地图
修改（3,5）变为墙
（6,3）变成空
六、【实验总结】（10%）
总结：
这次的实验遇到了三个问题：
一是在修改二位数组的4方向指针的时候，遇到程序崩溃问题，原因是那些指针指向了错误的地址。
然后修改了一下迷宫边缘那些块的4个方向地址，运行才正确。
二是认识了一点，在maze.h文件中已经包含了stack.h，然后main.cpp文件中包含maze.h以后，就不用在main.cpp文件中预读stack.h文件了，不然会导致很多编译错误，其实就是一处错误。
三是通过传递函数，来修改指针指向的地址，目前还没找到方法。
只有通过引用来修改其指向的值，而不能修改地址值。
七、【项目运作描述（Operate）】（10%）
本次试验，可以做进一步改进，就是在输出玩家所走过的路径后，进行dos下的游戏。
玩家输出方向键后，判断方向。
修改二维数组中的相应值就可以了。
利用刷屏技术，实现娱乐的性质。
八、【代码】（10%）
Stack.h和Queue.h头文件代码不再给出，下面是maze.h和mian.cpp文件的代码：
#include"stack.h"
#include"stdlib.h"
#include"stdio.h"
//定义迷宫二位数组中的数据类型结构
typedefstructmazeS{
charsubstance;
intx,y;
mazeS*left,*right,*up,*down;
}maze;
//判断玩家的右手边地址
maze*JudgeRight（maze*player,maze*playerF）{
maze*playerR;
if（playerF==player->down）
playerR=player->left;
if（playerF==player->up）
playerR=player->right;
if（playerF==player->left）
playerR=player->up;
if（playerF==player->right）
playerR=player->down;
returnplayerR;
}
//判断玩家的右手边地址
maze*JudgeFront（maze*player,char&go）{
maze*playerF;
if（go=='U'）
playerF=player->up;
if（go=='D'）
playerF=player->down;
if（go=='L'）
playerF=player->left;
if（go=='R'）
playerF=player->right;
returnplayerF;
}
//直走函数
maze*GoToFront（maze*&player,maze*&playerF,structstack&S）{
chargo;
inty,x;
y=playerF->y-player->y;
x=playerF->x-player->x;
if（y==-1）
go='U';
if（y==1）
go='D';
if（x==-1）
go='L';
if（x==1）
go='R';
PushStack（S,go）;
player=playerF;
returnplayer;
}
第二个文件：
queue.h主文件代码如下：
#include
#include"queue.h"
#include"maze.h"
#include
#include"stdio.h"
usingnamespacestd;
voidmain（）{
mazemazeArr[10][10];
/******************************数组的初始化********************************/
//定义坐标（x,y）并初始化边缘为墙，将内部赋值成空气
for（inti=0;i<10;i++）{
for（intj=0;j<10;j++）{
if（i==0||i==9||j==0||j==9）
mazeArr[i][j].substance='w';
elsemazeArr[i][j].substance='e';
mazeArr[i][j].x=j;
mazeArr[i][j].y=i;
}
}
//修改内部某些为墙
mazeArr[1][3].substance='w';
mazeArr[1][7].substance='w';
mazeArr[2][3].substance='w';
mazeArr[2][7].substance='w';
mazeArr[3][5].substance='w';
mazeArr[3][6].substance='w';
//实验结果二的修改地图
mazeArr[3][6].substance='e';
mazeArr[5][3].substance='w';
mazeArr[4][2].substance='w';
mazeArr[4][3].substance='w';
mazeArr[4][4].substance='w';
mazeArr[5][4].substance='w';
mazeArr[6][2].substance='w';
mazeArr[6][6].substance='w';
mazeArr[7][2].substance='w';
mazeArr[7][3].substance='w';
mazeArr[7][4].substance='w';
mazeArr[7][6].substance='w';
mazeArr[7][7].substance='w';
mazeArr[8][1].substance='w';
//定义其他标记
mazeArr[1][1].substance='p';
mazeArr[8][8].substance='u';
//定义数组中方向的关系
for（inty=0;y<10;y++）{
for（intx=0;x<10;x++）{
if（x!
=0&&y!
=0）{
mazeArr[y][x].down=&mazeArr[y+1][x];
mazeArr[y][x].up=&mazeArr[y-1][x];
mazeArr[y][x].right=&mazeArr[y][x+1];
mazeArr[y][x].left=&mazeArr[y][x-1];
}
elseif（x==0）{
mazeArr[y][x].left=NULL;
mazeArr[y][x].right=&mazeArr[y][x+1];
if（y>0&&y<9）{
mazeArr[y][x].up=&mazeArr[y-1][x];
mazeArr[y][x].down=&mazeArr[y+1][x];
}
}
elseif（x==9）{
mazeArr[y][x].right=NULL;
mazeArr[y][x].left=&mazeArr[y][x-1];
if（y>0&&y<9）{
mazeArr[y][x].up=&mazeArr[y-1][x];
mazeArr[y][x].down=&mazeArr[y+1][x];
}
}
elseif（y==0）{
mazeArr[y][x].up=NULL;
mazeArr[y][x].down=&mazeArr[y+1][x];
if（x>0&&x<9）{
mazeArr[y][x].left=&mazeArr[y][x-1];
mazeArr[y][x].right=&mazeArr[y][x+1];
}
}
elseif（y==9）{
mazeArr[y][x].down=NULL;
mazeArr[y][x].up=&mazeArr[y-1][x];
if（x>0&&x<9）{
mazeArr[y][x].left=&mazeArr[y][x-1];
mazeArr[y][x].right=&mazeArr[y][x+1];
}
}
}
}
/*for（inty=1;y<=8;y++）{
for（intx=0;x<8;x++）{
cout<substance<<"";
}
cout<}*/
/******************************定义玩家指针********************************/
chargo;
structlinkQueueQ;
InitQueue（Q）;
structstackS;
InitStack（S）;
maze*player=&mazeArr[1][1];
maze*playerF=player->right;
maze*playerR=JudgeRight（player,playerF）;
//开始走迷宫，并做记录
while
（1）{
if（player->substance=='u'）break;
else{
player->substance='p';
if（playerR->substance=='w'）{
if（playerF->substance=='w'）{
//左转=右转3
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