数据结构程序设计课题.docx
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数据结构程序设计课题
衡阳师范学院
工科课程设计-《数据结构》
题目：
迷宫问题（栈）
学号：
姓名：
鲁向阳肖吟月
班级：
物联网班（1405）
指导教师：
王杰老师
日期：
2016年6月
1概述3
课程设计目的3
开发环境3
任务分配3
2需求分析4
题目内容4
设计思想说明4
数据结构设计5
3算法的设计6
定义坐标（X，Y）:
6
定义方向：
6
定义/链表结点：
6
定义栈：
7
定义迷宫定义移动的4个方向：
7
4各模块的伪码算法8
根据输入产生一个8*8的迷宫：
8
探索路径函数：
11
输出迷宫14
5函数的调用关系图17
自动生成迷宫运行情况18
7心得体会19
参考文献20
附录20
1概述
1.1课程设计目的
本次课程设计是迷宫求解问题，主要是模拟从入口到出口的通路。
程序中的数据采取的是“栈”作为数据的逻辑结构，并且使用链式存储结构，即是实现一个以链表作存储结构的栈类型。
本课程设计实现了链栈的建立，入栈，出栈，判断栈是否为空的方法，关键的是迷宫通路路径的“穷举求解”和递归求解的方法。
1.2开发环境
具有Intel酷睿i3处理器且满足以下要求的计算机：
4GB内存，500GB硬盘；安装VisualC++。
1.3任务分配
两人一起查找相关资料，整合并进行探讨。
其中一人通过查找的资料先行拟定文件的大纲，初步定稿后，然后再由另一个人进行进一步加工，细化，最后两人一起核实文件，进行进一步的升华，最终完成该任务。
2需求分析
2.1题目内容
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。
2.2设计思想说明
计算机解迷宫通常用的是“穷举求解”方法，首先从迷宫的入口开始，如果该位置就是迷宫出口，则已经找到了一条路径，搜索工作结束。
否则从入口出发，顺着某个方向进行探索，若能走通，则继续往前进，否则沿着原路退回，换一个方向继续探索，直至出口位置，求得一条通路。
假如所有可能的通路都探索到而未能到达出口，则所设的迷宫没有通路。
可以用二维数组存储迷宫数据，通常设定入口点的下标为（1，1），出口点的下标为（n,n）。
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。
要实现上述算法，需要用到栈的思想。
栈里面压的是走过的路径，若遇到死路，则将该位置在栈的顶层）弹出，再进行下一次判断；若遇到通路，则将该位置压栈并进行下一次判断。
如此反复循环，直到程序结束。
此时，若迷宫有通路，则栈中存储的是迷宫通路坐标的倒序排列，再把所有坐标顺序排列好后，即可得到正确的迷宫通路。
2.3数据结构设计
（1）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。
迷宫的四周有一圈障碍。
（2）程序输出的结果以三元组（i,j,di）的形式输出，其中：
（i,j）指示迷宫中的一个坐标，di表示走到下一坐标的方向，di的取值为0、1、2、3分别表示北、东、南、西。
（3）若设定的迷宫存在通路，则以方阵形式将迷宫及其通路输出到标准输出文件上，对于迷宫中的每个方块，有上下左右4个方块相邻，第i行第j列的当前方块的位置记为（i,j）,规定上方方块为方位0，并按顺时针方向递增编号。
在试探过程中，假设按从方位0到方位3的顺序查找下一个可走的方块。
（4）先将入口进栈（其初始方位设置为-1），在栈不空时循环：
取栈顶方块（不退栈），若该方块是出口，则输出栈中所有方块即为路径，否则，找下一个可走的相邻方块，若不存在这样的方块，说明当前路径不可能走通，则回溯。
也就是恢复当前方块为0后退栈；若存在这样的方块，则将这个可走的相邻方块进栈（其初始方位设置为-1）。
3算法的设计
3.1定义坐标（X，Y）
#include
#include
usingnamespacestd;
structCoor
{
introw;
intcolumn;
intdirection;
};
3.2定义方向
structMove
{
introw;
intcolumn;
};
3.3定义/链表结点
structLinkNode
{
Coordata;
LinkNode*next;
};
3.4定义栈
classstack
{
private:
LinkNode*top;
public:
stack（）;
~stack（）;
voidPush（Coordata）;
CoorPop（）;
CoorGetPop（）;
voidClear（）;
boolIsEmpty（）;
};
3.5定义迷宫定义移动的4个方向
Movemove[4]={{0,1},{1,0},{0,-1},{-1,0}};
6、几个函数功能的描述:
stack（）;ow==（）.row&&（）.column==（）.column））
（Temp2）;
ow;olumn;ow==（）.row&&（）.column==（）.column）
ow-temp->;olumn-temp->;
ow==（）.row&&（）.column==（）.column））
（Temp2）;
ow;olumn;ow==（）.row&&（）.column==（）.column）
ow-temp->;olumn-temp->;//列坐标方向
if（a==1）temp->=1;//方向向下，用1表示
elseif（b==1）temp->=2;//方向向右，用2表示
elseif（a==-1）temp->=3;//方向向上，用3表示
elseif（b==-1）temp->=4;//方向向左，用4表示
（temp->data）;//把新位置入栈
deletetemp;
}
cout<<"坐标（row,column,direction）中x在指向当前位置所在的行数，y指向当前位置所在的列数，";
cout<<"direction表示下一位置走向。
"<//输出路径，包括行坐标，列坐标，下一个位置方向
while（!
（））//栈非空，继续输出
{
data=（）;
cout<<'（'<<<<','<<<<','<<<<",";//输出行坐标，列坐标
switch//输出相应的方向
{
case1:
cout<<"↓）\n";break;
case2:
cout<<"→）\n";break;
case3:
cout<<"↑）\n";break;
case4:
cout<<"←）\n";break;
case0:
cout<<"）\n";break;
}
}
}
voidPrintPath2（intm,intn,stackp,int**maze）//输出路径
{
cout<<"迷宫的路径为\n";
for（inti=0;i{
for（intj=0;jcout<cout<}
}
voidRestore（int**maze,intm,intn）//恢复迷宫
{
inti,j;
for（i=0;ifor（j=0;j{
if（maze[i][j]==8）//恢复探索过位置，即把-1恢复为0
maze[i][j]=0;
}
}
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