迷宫问题.docx
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迷宫问题
洛阳理工学院
课程设计报告
课程名称数据结构
设计题目迷宫问题
课程设计任务书
设计题目：
迷宫问题
设计内容与要求：
迷宫实验是取自心理学的一个古典实验。
在该实验中，把一只老鼠从一个无顶大盒子的门放入，在盒中设置了许多墙，对行进方向形成了多处阻挡。
盒子仅有一个出口，在出口处放置一块奶酪，吸引老鼠在迷宫中寻找道路以到达出口。
对同一只老鼠重复进行上述实验，一直到老鼠从入口到出口，而不走错一步。
老鼠经多次实验终于得到它学习走迷宫的路线。
设计一个计算机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。
课程设计评语
成绩：
指导教师：
_______________
年月日
一、问题描述
迷宫实验是取自心理学的一个古典实验。
在该实验中，把一只老鼠从一个无顶大盒子的门放入，在盒中设置了许多墙，对行进方向形成了多处阻挡。
盒子仅有一个出口，在出口处放置一块奶酪，吸引老鼠在迷宫中寻找道路以到达出口。
对同一只老鼠重复进行上述实验，一直到老鼠从入口到出口，而不走错一步。
老鼠经多次实验终于得到它学习走迷宫的路线。
设计一个计算机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。
二、基本要求
可以利用一个二维数组maze[i][j]表示迷宫，其中1<=i<=m,1<=j<=n,m和n分别代表迷宫的行数和列数。
数组元素值为1表示该位置是墙壁，不能通行；元素值为0表示该位置是通路。
假定从maze[1][1]出发，出口位于maze[m][n]，移动方向可以是8个方向（东、东南、南、西南、西、西北、北和东北）。
计算机解迷宫时，通常用的是“穷举求解”的方法，即从入口出发，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，需要用一个后进先出的栈结构来保存从入口到当前位置的路径。
三、数据结构
typedefstructlistnode
{intadjno;
structlistnode*next;
}listnode;
typedefstruct
{intdata;
listnode*first;
}headnode;
typedefstruct
{headnodevexs[MAX*MAX];
intvexnum;
intrownum;
intcolnum;
}adjlist;
四、总体设计
五、详细设计
adjlistinput（intmaze[][MAX],adjlistG）输入迷宫矩阵，用0表示可以通过，1表示墙壁。
adjlistchange（intmaze[][MAX],adjlistG）将二维数组转换为无向图。
inttravgraph（adjlistG,intrecord[],intentry,intexit）广度优先遍历无向图。
voidoutput（intrecord[],intentry,intexit）找到从出口到入口的路径。
以上各个函数都是从主函数中进入，利用二维数组存储数据，并转化无向为图来遍历，最终输出路径。
六、测试与调试
七、源程序清单
#include
#include
#defineMAX15
#defineNULL0
typedefstructlistnode
{intadjno;
structlistnode*next;
}listnode;
typedefstruct
{intdata;
listnode*first;
}headnode;
typedefstruct
{headnodevexs[MAX*MAX];
intvexnum;
intrownum;
intcolnum;
}adjlist;
adjlistG;/*输入迷宫，0为可通行，1为不可通行,用二维矩阵表示*/
adjlistinput（intmaze[][MAX],adjlistG）
{
inti,j;
intrownum,colnum;
printf（"Pleaseinputthelengthofthemaze:
\n"）;
printf（"rownum="）;scanf（"%d",&G.rownum）;
printf（"colnum="）;scanf（"%d",&G.colnum）;
for（i=0;i{
printf（"Inputthe%drow：
[%d]",i+1,i+1）;
for（j=0;jscanf（"%d",&maze[i][j]）;
}
return（G）;
}
/*二维数组向无向图的转化*/
adjlistchange（intmaze[][MAX],adjlistG）
{
inti,j;
listnode*p;
G.vexnum=G.rownum*G.colnum;
for（i=0;i/*图中结点的初始化*/
{
G.vexs[i].data=maze[i/G.colnum][i%G.colnum];
G.vexs[i].first=NULL;
}
for（i=0;ifor（j=0;j{
if（i-1>=0&&maze[i-1][j]==0）
{
p=（listnode*）malloc（sizeof（listnode））;
p->adjno=（i-1）*G.colnum+j;
p->next=G.vexs[i*G.colnum+j].first;
G.vexs[i*G.colnum+j].first=p;
}
if（i+1{
p=（listnode*）malloc（sizeof（listnode））;
p->adjno=（i+1）*G.colnum+j;
p->next=G.vexs[i*G.colnum+j].first;
G.vexs[i*G.colnum+j].first=p;
}
if（j-1>=0&&maze[i][j-1]==0）
{
p=（listnode*）malloc（sizeof（listnode））;
p->adjno=i*G.colnum+j-1;
p->next=G.vexs[i*G.colnum+j].first;
G.vexs[i*G.colnum+j].first=p;
}
if（j+1{
p=（listnode*）malloc（sizeof（listnode））;
p->adjno=i*G.colnum+j+1;
p->next=G.vexs[i*G.colnum+j].first;
G.vexs[i*G.colnum+j].first=p;
}
if（i-1>=0&&j-1>=0&&maze[i-1][j-1]==0）
{
p=（listnode*）malloc（sizeof（listnode））;
p->adjno=（i-1）*G.colnum+j-1;
p->next=G.vexs[i*G.colnum+j].first;
G.vexs[i*G.colnum+j].first=p;
}
if（i-1>=0&&j+1{
p=（listnode*）malloc（sizeof（listnode））;
p->adjno=（i-1）*G.colnum+j+1;
p->next=G.vexs[i*G.colnum+j].first;
G.vexs[i*G.colnum+j].first=p;
}
if（i+1=0&&maze[i+1][j-1]==0）
{
p=（listnode*）malloc（sizeof（listnode））;
p->adjno=（i+1）*G.colnum+j-1;
p->next=G.vexs[i*G.colnum+j].first;
G.vexs[i*G.colnum+j].first=p;
}
if（i+1{
p=（listnode*）malloc（sizeof（listnode））;
p->adjno=（i+1）*G.colnum+j+1;
p->next=G.vexs[i*G.colnum+j].first;
G.vexs[i*G.colnum+j].first=p;
}
}
return（G）;
}
/*用inttravgraph（）函数广度优先遍历无向图*/
inttravgraph（adjlistG,intrecord[],intentry,intexit）
{
listnode*p;
intqueue[MAX*MAX],visited[MAX*MAX];/*用visited[]数组标记图的结点是否遍历过*/
inti;
intfront=0,rear=1;
for（i=0;i{
record[i]=-1;/*置record[i]为-1，以便检查从入口到出口结点V[n]有无通路*/
visited[i]=0;
}
visited[entry]=1;
queue[rear]=entry;
while（front!
=rear）/*记录遍历路径，（record[i]，i）表示存在从结点record[i]到i的边*/
{
p=G.vexs[queue[front+1]].first;
while（p!
=NULL）
{
if（visited[p->adjno]==0）
{
visited[p->adjno]=1;
record[p->adjno]=queue[front+1];
queue[++rear]=p->adjno;
if（p->adjno==exit）
gotoend;
}
p=p->next;
}front=front+1;
}
end:
;
}
/*用回溯法找到从出口到入口的路径,并输出*/
voidoutput（intrecord[],intentry,intexit）
{
inti=0,t;
if（entry==exit&&G.vexs[exit].data==0）
printf（"It'salreadyatexport\n"）;
elseif（record[exit]!
=-1）
{
t=exit;
{
printf（"Themostshortpathisasfollows：
\n"）;
while（t!
=entry）
{
printf（"[%d,%d]<-",t/G.colnum+1,t%G.colnum+1）;
t=record[t];
if（++i%5==0）printf（"\n"）;
}
printf（"[%d,%d]",t/G.colnum+1,t%G.colnum+1）;
}
}
else
printf（"Havenopathfromtheentrancetotheexit\n"）;
}
voidmain（）
{
intentry_row,entry_col,exit_row,exit_col,entry,exit;
intmaze[MAX][MAX];
intrecord[MAX*MAX];
G=input（maze,G）;
G=change（maze,G）;
printf（"Inputtingthemazeentrancesitsthemark（*，*）：
"）;
scanf（"%d,%d",&entry_row,&entry_col）;
printf（"Inputtingthemazeexportstositthemark（*，*）：
"）;
scanf（"%d,%d",&exit_row,&exit_col）;
entry=--entry_row*G.colnum+--entry_col;
exit=--exit_row*G.colnum+--exit_col;
travgraph（G,record,entry,exit）;
output（record,entry,exit）;
getch（）;
}
八、心得体会
在这一周课程设计的时候，拿到问题时便对问题进行了分析，并设计了完整的程序，但在执行的时候却不尽人意，总是出现这些那些的差错，使得自己很烦恼，当然，归根结底这是自己之前学习的不足，没有深刻的意识到自己所学的远远不够，表面上自己是可以能够做好，可现实却是差距非常大，很可笑。
不过无论怎么说，终究是完成了这份课程设计，如果以后有机会，自己一定会巩固我之前所学习的知识，将各个知识点的内容都学透，才能在应用的时候不至于手忙脚乱，这也不会那也不会的干着急。
所以，一定会好好努力，弥补自己在此次课程设计中的不足。
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