数据结构迷宫问题课程设计.docx
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数据结构迷宫问题课程设计
数据结构迷宫问题课程设计（总12页）
数据结构课程设计报告
设计题目：
迷宫问题数据结构课程设计_
班级：
计科152
学号：
姓名：
徐昌港
南京农业大学计算机系
数据结构课程设计报告内容
一．课程设计题目
迷宫问题
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。
要求：
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．算法设计思想
1.需求分析
（1）迷宫数据用一个二维数组intmaze[row][col]来存储，在定义了迷宫的行列数后，用两个for循环来录入迷宫数据，并在迷宫周围加墙壁。
（2）迷宫的入口位置和出口位置可以由用户自己决定。
2.概要设计
（1）主程序模块：
voidmain（）
{
intmaze[row][col];
structmarkstart,end;细设计
（1）坐标位置类型
structmark{
inta,b;户使用说明
（1）本程序的运行环境为debug运行环境，执行文件为：
.cpp；
（2）用VC++运行文件后出现以下窗口：
点击
运行程序
（3）出现以下窗口后
输入迷宫的行列数，回车；再继续输入迷宫的数据，1表示障碍，0表示通路；再输入入口坐标和出口坐标，回车。
就可以显示出迷宫路径。
2.测试结果
（1）输入行列数：
5,5
输入迷宫数据为：
00011
11011
00010
01100
00000
出口位置：
1,1
出口位置：
5,5
（2）输入行列数：
4,9
输入迷宫数据为：
000000100
010001000
001110011
001110100
输入入口坐标：
1,1
输入出口坐标：
4,9
（3）输入行列数：
9,8
输入迷宫数据为：
00100010
00100010
00001101
01110010
00010000
01000101
01111001
11000101
11000000
输入入口坐标：
1,1
输入出口坐标：
9,8
3.调试分析
（1）在刚开始写完代码后，运行发现程序只能运行简单的一条直线的迷宫，在运行复杂的迷宫时，不会碰到死路（周围没有可探索的道路）就删除坐标往回到前坐标换方向探索。
最后我和同寝室同学一起探讨才发现程序中探索过的坐标没有标记，后来我将maze[x][y]=2将它作为标记才解决问题。
（2）程序中主要的两个算法：
initmaze和maze_path的时间复杂度为O（m*n），空间复杂度也为O（m*n）。
五．总结（收获与体会）
通过这段时间的课程设计，我对数据结构和C语言的理解更加深刻了。
在实践过程中我遇到了不少问题，但通过阅读相关书籍、求问老师同学，最终也解决了不少问题。
这些问题也给了我相当多的收获。
但通过这段时间的学习和解决的这么多问题，我觉得我对这些知识的掌握比以前好了许多。
求解迷宫问题用的是“穷举求解”的方法。
从入口出发，沿着某一方向探索（这里我选择优先探索的是东面），若无障碍，继续往前走，否则眼原路返回，换个方向继续探索，直到将所有可能的通道都探索完为止。
所以需要用栈来保存从入口到当前位置的路径。
但因为之前在学习栈这一节的时候没学扎实，现在有很多知识都忘了。
所以在编写求解迷宫路径的算法的时候我觉得有些困难，后来经过一步步分析和借鉴书上的穷举法才把算法写出来。
但我还是除了许多错误，其中大部分是语法错误，这些最后都还是一一解决了。
而且除了加深了栈的学习，我还复习了以前大一学的C语言中的二维数组和for，while循环。
这次课程设计不仅是让我们加深了解数据结构的理论知识，更重要的是培养我们解决实际问题的能力，能在不断地遇到问题，不断地解决问题的过程中培养自己的专业思维。
所以我相信通过这次课程设计我们能够提升自己的分析、设计程序和编写程序的能力。
六．源程序
#include<>
#include<>
#definerow100
#definecol100
structmark{
inta,b;
};
structelement{
inti,j,d;//坐标与方向
};
typedefstructLinkstack{
elementelem;
structLinkstack*next;
}*SLinkstack;
intinitstack（SLinkstack&L）
{
L=NULL;
return1;
}
intstack_empty（SLinkstackL）
{
if（L==NULL）
return1;
else
return0;
}
intpush_stack（SLinkstack&L,elementE）
{
SLinkstackP;
P=（SLinkstack）malloc（sizeof（Linkstack））;
P->elem=E;
P->next=L;
L=P;
return1;
}
intpop（SLinkstack&L,element&E）
{
SLinkstackP;
if（!
stack_empty（L））
{
E=L->elem;
P=L;
L=L->next;
free（P）;
return1;
}
else
return0;
}
voidbuilt_maze（intmaze[row][col]）//建立迷宫
{
intx,y;
intm,n;
printf（"请输入迷宫的行列数（用逗号隔开）：
"）;
scanf（"%d,%d",&m,&n）;
printf（"请输入迷宫各行各列的数据（用空格隔开）：
\n"）;
for（x=0;x{
for（y=0;y{
if（x==0||x==m+1||y==0||y==n+1）//迷宫周围加墙壁
maze[x][y]=1;
else
scanf（"%d",&maze[x][y]）;
}
}
printf（"迷宫生成中……\n"）;
printf（"迷宫显示为：
\n"）;
for（x=0;x{
for（y=0;yprintf（"%3d",maze[x][y]）;
printf（"\n"）;
}
}
voidmaze_path（intmaze[row][col],intdir[4][2],structmarkstart,structmarkend）
{
inti,j,d;
intx,y;
elementelem,E;
SLinkstackL1,L2;
initstack（L1）;
initstack（L2）;
maze[][]=2;//标记起点坐标
=;
=;
=-1;//d=-1表示无方向
push_stack（L1,elem）;
while（!
stack_empty（L1））
{
pop（L1,elem）;
i=;
j=;
d=+1;//下一个方向
while（d<4）//探索东西南北各个方向
{
x=i+dir[d][0];
y=j+dir[d][1];
if（x==&&y==&&maze[x][y]==0）
{//这里表示已经到了出口
=i;
=j;
=d;
push_stack（L1,elem）;
=x;
=y;
=-1;
push_stack（L1,elem）;
while（L1）//逆置序列，输出迷宫路径
{
pop（L1,E）;
push_stack（L2,E）;
}
while（L2）
{
pop（L2,E）;
printf（"（%d,%d,%d）\n",,,;
}
return;
}
if（maze[x][y]==0）
{
maze[x][y]=2;//标记走过这个点
=i;
=j;
=d;
push_stack（L1,elem）;
i=x;
j=y;
d=-1;
}
d++;
}
}
printf（"此迷宫无出路"）;
}
voidmain（）
{
intmaze[row][col];
structmarkstart,end;//出入口的坐标
intdir[4][2]={{0,1},{1,0},{0,-1},{-1,0}};//方向，依次是东西南北
printf（"***********************************************************************************************\n"）;
printf（"\t***************欢迎使用迷宫模拟程序***************\n"）;
printf（"***********************************************************************************************\n"）;
built_maze（maze）;
printf（"请输入入口的横纵坐标：
"）;
scanf（"%d,%d",&,&;
printf（"请输入出口的横纵坐标：
"）;
scanf（"%d,%d",&,&;
printf（"0为东，1为南，2为西，3为北，-1为出路\n"）;
maze_path（maze,dir,start,end）;
printf（"按任意键继续"）;
getchar（）;
}
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