数据结构课程设计报告报告迷宫求解.docx
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数据结构课程设计报告报告迷宫求解
数据结构课程设计报告
------迷宫问题求解
学号：
1315925375
：
晓龙
班级：
13移动1班
指导老师：
钱鸽
一、需求分析
本课程设计是解决迷宫求解的问题，从入口出发，顺某一方向向前探索，若能走通，则继续往前走；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。
为了保证在任何位置上都能沿原路退回，显然需要用一个后进先出的结构来保存从入口到当前位置的路径。
因此，在求迷宫通路的算法中要应用“栈”的思想假设“当前位置”指的是“在搜索过程中的某一时刻所在图中某个方块位置”，则求迷宫中一条路径的算法的基本思想是：
若当前位置“可通”，则纳入“当前路径”，并继续朝“下一位置”探索，即切换“下一位置”为“当前位置”，如此重复直至到达出口；若当前位置“不可通”，则应顺着“来向”退回到“前一通道块”，然后朝着除“来向”之外的其他方向继续探索；若该通道块的四周4个方块均“不可通”，则应从“当前路径”上删除该通道块。
所谓“下一位置”指的是当前位置四周4个方向（上、下、左、右）上相邻的方块。
假设以栈记录“当前路径”，则栈顶中存放的是“当前路径上最后一个通道块”。
由此，“纳入路径”的操作即为“当前位置入栈”；“从当前路径上删除前一通道块”的操作即为“出栈”。
二、数据结构
1. 数据结构设计考虑
1） 建立一个二维数组表示迷宫的路径（0表示通道，1表示墙壁）；
2） 创建一个栈，用来存储“当前路径”，即“在搜索过程中某一时刻所在图中某个方块位置”。
2. 逻辑结构存储结构
1） 创建一个Int类型的二维数组int maze[n1][n2],用来存放0和1 （0表示通道，1表示墙壁）；
2） 创建一个结构体用来储存数组信息结构体：
typedefstruct//迷宫部设置
{
intshu[16][16];
introw;
intcol;
}Maze;
创造一个链栈
structnode
{
introw;
intcol;
structnode*next;
};
三、算法设计
首先，创建数组的大小，此数组大小要求用户自己输入。
具体算法：
printf（"输入迷宫的形状!
\n"）;
scanf（"%d%d",&x,&y）;
Mazem;
CreatInit（&m,x,y）;
函数：
voidCreatInit（Maze*m,intx,inty）//创建迷宫
{
printf（"pleaseinputnumber:
\n"）;
inti,j;
for（i=0;i<=x;i++）
{
for（j=0;j<=y;j++）
m->shu[i][j]=2;
}
for（i=1;i<=x;i++）
for（j=1;j<=y;j++）
scanf（"%d",&m->shu[i][j]）;
m->row=x;
m->col=y;
}
其中的0和1分别是表示通路和障碍，定义的数组其实就是迷宫的设计图
其次，产生迷宫，算法：
for（i=1;i<=x;i++）
{
for（j=1;j<=y;j++）
printf（"%d\t",m.shu[i][j]）;
printf（"\n"）;
}
最后，迷宫寻路，在寻路的时候，我们应从输入的入口位置进入迷宫，当迷宫的入口处有障碍或者出口被堵，再或者没有通路时整个程序结束，并输出迷宫无解的提示。
如果迷宫求解过程中没有出现无解情况，那么在求解的过程中，会输出迷宫的通路路径，并且输出坐标值，让使用者更清楚路径的走法。
在寻路的过程中，每走过一个格，那个格得知就会被赋值为-1，用来标记此处已走过，免去了来来回回的重走，以免出现死循环，这样程序就能从入口进入到迷宫当中。
如果在迷宫当中没有通路的话，可以结束循环输出“迷宫无解！
”，则当迷宫如果出现有解时，就会输出路径。
这样就简单的实现了，有解无解的输出。
从而实现了要求的程序！
代码如下：
while（（x1>=1&&x1<=x）||（y1>=1&&y1<=y））
{
if（x1==x2&&y1==y2）
{
break;
}
if（m.shu[x1][y1+1]==0）
{
y1=y1+1;
push（x1,y1）;
m.shu[x1][y1]=-1;
continue;
}
if（m.shu[x1-1][y1]==0）
{
x1=x1-1;
push（x1,y1）;
m.shu[x1][y1]=-1;
continue;
}
if（m.shu[x1][y1-1]==0）
{
y1=y1-1;
push（x1,y1）;
m.shu[x1][y1]=-1;
continue;
}
if（m.shu[x1+1][y1]==0）
{
x1=x1+1;
push（x1,y1）;
m.shu[x1][y1]=-1;
continue;
}
pop（）;
if（p->next==NULL）
break;
x1=p->row;
y1=p->col;
}
if（x1==x2&&y1==y2）
{
while（p->next!
=NULL）
{
printf（"%d%d\n",p->row,p->col）;
pop（）;
}
}
else
printf（"NoAnswer!
!
!
"）;
其中要寻求所有的通路，在这里则使用了一个while循环，这样可以找到所有的通路。
图解分析：
整体流程图：
迷宫部操作流程图：
四、调试分析
第一个问题，在刚开始的调试过程中，我们遇到了，无法判断走过的路程，从而出现了死循环，导致程序不能正常进行，但是经过我们的讨论，我们想出用标记的方法来解决，也就是让走过的路程全给标示了，这样就不会再走重复的路。
第二个问题，就是性用菜单来实现操作，那样程序的操作性就会更强，所以我们就要把所有的方法，给写成一个个的函数来调用，这样就遇到了参量传递的问题，但是经过我们的参考以及从书本上的实例，我们慢慢地更深的了解到了参量传递的应用，那么这个问题也就迎刃而解了。
从此我们实现了菜单操作！
五、程序实现及测试
运行界面：
开始界面
六、体会及不足之处
通过此次课程设计，是我对于数据结构有了更深的了解，更新的认识。
数据结构是一门重要的课程，只有数据结构学得扎实了，才能对于计算机有更深的应用，所以学好数据结构是很重要的。
经过两周的上机设计，我实现了简单的迷宫求解，能够简单的实现求解过程。
但是还存在着不足之处，本程序不能循环执行，只能执行一次。
有待改进！
七、参考文献
1、《 数据结构（c语言版） 》严蔚敏 清华大学
2、《 数据结构实验教程 》业丽、良斌 《 数据结构 》高教
3、《 数据结构习题 》春保 清华大学
4、《 数据结构习题 》严蔚敏 清华大学
5、《 C语言与数据结构 》王立柱 清华大学
6、《 数据结构（C语言篇）习题与解析》 春保 清华大学。
八、源代码
#include
#include
typedefstruct//迷宫部设置
{
intshu[16][16];
introw;
intcol;
}Maze;
structnode
{
introw;
intcol;
structnode*next;
};
structnode*p;
voidpush（intx1,inty1）
{
structnode*a;
a=（structnode*）malloc（sizeof（structnode））;
a->row=x1;
a->col=y1;
a->next=p;
p=a;
}
voidpop（void）
{
structnode*q;
q=p;
p=p->next;
free（q）;
}
voidCreatInit（Maze*m,intx,inty）//创建迷宫
{
printf（"pleaseinputnumber:
\n"）;
inti,j;
for（i=0;i<=x;i++）
{
for（j=0;j<=y;j++）
m->shu[i][j]=2;
}
for（i=1;i<=x;i++）
for（j=1;j<=y;j++）
scanf（"%d",&m->shu[i][j]）;
m->row=x;
m->col=y;
}
voidmenu（）
{
printf（"\n*************************\n"）;
printf（"欢迎进入迷宫\n"）;
printf（"1、进入迷宫\n"）;
printf（"2、退出\n"）;
}
intmain（void）
{
intt;
intx,y;
intx1,y1;
intx2,y2;
inti,j;
while
（1）
{
menu（）;
printf（"请选择:
"）;
scanf（"%d",&t）;
if（t==2）
break;
printf（"输入迷宫的形状!
\n"）;
scanf（"%d%d",&x,&y）;
Mazem;
CreatInit（&m,x,y）;
for（i=1;i<=x;i++）
{
for（j=1;j<=y;j++）
printf（"%d\t",m.shu[i][j]）;
printf（"\n"）;
}
printf（"输入入口位置:
"）;
scanf（"%d%d",&x1,&y1）;
printf（"输入出口的位置:
"）;
scanf（"%d%d",&x2,&y2）;
p=（structnode*）malloc（sizeof（structnode））;
p->row=0;
p->col=0;
p->next=NULL;
push（x1,y1）;
while（（x1>=1&&x1<=x）||（y1>=1&&y1<=y））
{
if（x1==x2&&y1==y2）
{
break;
}
if（m.shu[x1][y1+1]==0）
{
y1=y1+1;
push（x1,y1）;
m.shu[x1][y1]=-1;
continue;
}
if（m.shu[x1-1][y1]==0）
{
x1=x1-1;
push（x1,y1）;
m.shu[x1][y1]=-1;
continue;
}
if（m.shu[x1][y1-1]==0）
{
y1=y1-1;
push（x1,y1）;
m.shu[x1][y1]=-1;
continue;
}
if（m.shu[x1+1][y1]==0）
{
x1=x1+1;
push（x1,y1）;
m.shu[x1][y1]=-1;
continue;
}
pop（）;
if（p->next==NULL）
break;
x1=p->row;
y1=p->col;
}
if（x1==x2&&y1==y2）
{
while（p->next!
=NULL）
{
printf（"%d%d\n",p->row,p->col）;
pop（）;
}
}
else
printf（"NoAnswer!
!
!
"）;
}
return0;
}
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