数据结构迷宫实验报告及代码.docx

1、数据结构迷宫实验报告及代码一需求分析 本程序是利用非递归的方法求出一条走出迷宫的路径，并将路径输出。首先由用户输入一组二维数组来组成迷宫，确认后程序自动运行，当迷宫有完整路径可以通过时，以0和1所组成的迷宫形式输出，标记所走过的路径结束程序；当迷宫无路径时，提示输入错误结束程序。程序执行的命令：1创建迷宫 ；2求解迷宫；3输出迷宫求解；二算法设计本程序中采用的数据模型，用到的抽象数据类型的定义，程序的主要算法流程及各模块之间的层次调用关系程序基本结构：设定栈的抽象数据类型定义：ADT Stack 数据对象：D=|CharSet，i=1,2,3,.,n,n=0;数据关系：R=|，D,i=2,n设

2、置迷宫的抽象类型ADT maze数据对象：D=ai|ai ，#，1,i=1,2,n,n=0数据关系：R=r,cr=|ai-1,aiD, i=1,2,n,c=|ai-1,aiD, i=1,2,n,结构体定义：typedef struct /迷宫中x行y列的位置 int x; int y;PosType;typedef struct /栈类型 int ord; /通道块在路径上的“序号” PosType seat; /通道块在迷宫中的“坐标位置” int di; /从此通道块走向下一通道块的“方向”MazeType;typedef struct MazeType *base; MazeType *

3、top; int stacksize;MazeStack;基本函数：Status InitStack(MazeStack &S)/新建一个栈Status Push(MazeStack &S, MazeType &e)/入栈Status Pop(MazeStack &S, MazeType &e)/出栈Status StackEmpty(MazeStack &S)/判断是否为空Status MazePath(PosType start, PosType end)/迷宫路径求解void FootPrint(PosType pos)PosType NextPos(PosType curPos, in

4、t &i)void MakePrint(PosType pos)三程序设计根据算法设计中给出的有关数据和算法，选定物理结构，详细设计需求分析中所要求的程序。包括：人机界面设计、主要功能的函数设计、函数之间调用关系描述等。1界面设计1）迷宫界面 2）迷宫路径显示2主要功能1)入栈操作Status Push(MazeStack &S, MazeType &e) /入栈操作 if(S.top - S.base = S.stacksize) S.base = (MazeType *)realloc(S.base, (S.stacksize + STACKINCREMENT) * sizeof(Maze

5、Type); if(!S.base) exit(OVERFLOW); S.top = S.base + S.stacksize; S.stacksize += STACKINCREMENT; *S.top+ = e; return OK; 2）出栈操作Status Pop(MazeStack &S, MazeType &e)/出栈 if(S.top = S.base) return ERROR; e = *-S.top; return OK;3）判断栈是否为空Status StackEmpty(MazeStack &S)/判断是否为空 if(S.base = S.top) return OK;

6、 return ERROR; 4）迷宫路径求解Status MazePath(PosType start, PosType end)/迷宫路径求解 PosType curpos; MazeStack S; MazeType e; int curstep; InitStack(S); curpos = start; /设定当前位置为入口位置 curstep = 1; /探索第一步 cout 起点: ( start.y , start.x ) endl; do if(Pass(curpos) /当前位置可以通过，即是未曾走到的通道块 FootPrint(curpos); /留下足迹 e.ord =

7、 curstep; e.seat = curpos; e.di = 1; Push(S, e); /加入路径 if(curpos.x = end.x & curpos.y = end.y) cout n终点 ( e.seat.y , e.seat.x ); return TRUE; /到达终点（出口） curpos = NextPos(curpos, e.di); /下一位置是当前位置的东邻 +curstep; /探索下一步 else /当前位置不能通过 if(!StackEmpty(S) Pop(S, e); while(e.di = 4 & !StackEmpty(S) MakePrint

8、(e.seat); /留下不能通过的标记 Pop(S, e); cout 倒退到( e.seat.y , e.seat.x ); if(e.di 4) +e.di; /换下一个方向探索 Push(S, e); curpos = NextPos(e.seat, e.di); /设定当前位置是该新方向上的相邻块 while(!StackEmpty(S); return FALSE;5）探索下一个位置PosType NextPos(PosType curPos, int &i) switch(i) /顺时针方向 case 1: +curPos.x; /东 if(mazeMapcurPos.ycurP

9、os.x != 2) break; -curPos.x; case 2: i = 2; +curPos.y; /南 if(mazeMapcurPos.ycurPos.x != 2) break; -curPos.y; case 3: i = 3; -curPos.x; /西 if(mazeMapcurPos.ycurPos.x != 2) break; +curPos.x; case 4: i = 4; -curPos.y; /北 if(mazeMapcurPos.ycurPos.x = 2) +curPos.y; mazeMapcurPos.ycurPos.x = 0; break; ret

10、urn curPos;6）标记走过的路径void FootPrint(PosType pos) mazeMappos.ypos.x = 2; /将走过的路径设为27）标记作废路径void MakePrint(PosType pos) cout n( pos.y , pos.x )走不通，作废; mazeMappos.ypos.x = 0; /将走不通的块替换为墙壁3函数调用 int main() PosType mazeStart, mazeEnd; mazeStart.x = 1;/开始与结束点 mazeStart.y = 1; mazeEnd.x = 8; mazeEnd.y = 8; c

11、out 迷宫: endl; for(int i = 0; i 10; +i) for(int j = 0; j 10; +j) cout mazeMapij; cout endl; cout endl endl; if(MazePath(mazeStart, mazeEnd) cout n走通迷宫 endl; else cout n走不通迷宫 。源程序：#define OK 1#define ERROR 0#define TRUE 1#define FALSE 0#define OVERFLOW -2#define STACK_INIT_SIZE 100#define STACKINCREME

12、NT 10typedef int Status;typedef struct/迷宫中x行y列的位置 int x; int y;PosType;typedef struct/栈类型 int ord; /通道块在路径上的“序号” PosType seat; /通道块在迷宫中的“坐标位置” int di; /从此通道块走向下一通道块的“方向”, /1:东 2:北 3:西 （顺时针)MazeType;typedef struct MazeType *base; MazeType *top; int stacksize;MazeStack;#include using namespace std;Sta

13、tus InitStack(MazeStack &S);Status Push(MazeStack &S, MazeType &e);Status Pop(MazeStack &S, MazeType &e);Status StackEmpty(MazeStack &S);Status MazePath(PosType start, PosType end);Status Pass(PosType &pos);void FootPrint(PosType pos);PosType NextPos(PosType curPos, int &i);void MakePrint(PosType po

14、s);/迷宫地图，0表示墙壁，1表示通路,入口:mazeMap11,出口mazeMap88int mazeMap1010 = /0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, /0 0,1,1,0,1,1,1,0,1,0, /1 0,1,1,0,1,1,1,0,1,0, /2 0,1,1,1,1,0,0,1,1,0, /3 0,1,0,0,0,1,1,1,1,0, /4 0,1,1,1,0,1,1,1,1,0, /5 0,1,0,1,1,1,0,1,1,0, /6 0,1,0,0,0,1,0,0,1,0, /7 0,0,1,1,1,1,1,1,1,0, /8

15、0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 /9;int main() PosType mazeStart, mazeEnd; mazeStart.x = 1;/开始与结束点 mazeStart.y = 1; mazeEnd.x = 8; mazeEnd.y = 8; cout 迷宫: endl; for(int i = 0; i 10; +i) for(int j = 0; j 10; +j) cout mazeMapij; cout endl; cout endl endl; if(MazePath(mazeStart, mazeEnd) cout n走通迷宫 endl; else cout

16、n走不通迷宫 = S.stacksize) S.base = (MazeType *)realloc(S.base, (S.stacksize + STACKINCREMENT) * sizeof(MazeType); if(!S.base) exit(OVERFLOW); S.top = S.base + S.stacksize; S.stacksize += STACKINCREMENT; *S.top+ = e; return OK;Status Pop(MazeStack &S, MazeType &e)/出栈 if(S.top = S.base) return ERROR; e =

17、*-S.top; return OK;Status StackEmpty(MazeStack &S)/判断是否为空 if(S.base = S.top) return OK; return ERROR;Status MazePath(PosType start, PosType end)/迷宫路径求解 PosType curpos; MazeStack S; MazeType e; int curstep; InitStack(S); curpos = start; /设定当前位置为入口位置 curstep = 1; /探索第一步 cout 起点: ( start.y , start.x )

18、endl; do if(Pass(curpos) /当前位置可以通过，即是未曾走到的通道块 FootPrint(curpos); /留下足迹 e.ord = curstep; e.seat = curpos; e.di = 1; Push(S, e); /加入路径 if(curpos.x = end.x & curpos.y = end.y) cout n终点 ( e.seat.y , e.seat.x ); return TRUE; /到达终点（出口） curpos = NextPos(curpos, e.di); /下一位置是当前位置的东邻 +curstep; /探索下一步 else /当

19、前位置不能通过 if(!StackEmpty(S) Pop(S, e); while(e.di = 4 & !StackEmpty(S) MakePrint(e.seat); /留下不能通过的标记 Pop(S, e); cout 倒退到( e.seat.y , e.seat.x ); if(e.di 4) +e.di; /换下一个方向探索 Push(S, e); curpos = NextPos(e.seat, e.di); /设定当前位置是该新方向上的相邻块 while(!StackEmpty(S); return FALSE;Status Pass(PosType &pos) if(maz

20、eMappos.ypos.x = 0) return FALSE; cout ( pos.y , pos.x ); return TRUE;void FootPrint(PosType pos) mazeMappos.ypos.x = 2; /将走过的路径设为2PosType NextPos(PosType curPos, int &i) switch(i) /顺时针方向 case 1: +curPos.x; /东 if(mazeMapcurPos.ycurPos.x != 2) break; -curPos.x; case 2: i = 2; +curPos.y; /南 if(mazeMap

21、curPos.ycurPos.x != 2) break; -curPos.y; case 3: i = 3; -curPos.x; /西 if(mazeMapcurPos.ycurPos.x != 2) break; +curPos.x; case 4: i = 4; -curPos.y; /北 if(mazeMapcurPos.ycurPos.x = 2) +curPos.y; mazeMapcurPos.ycurPos.x = 0; break; return curPos;void MakePrint(PosType pos) cout n( pos.y , pos.x )走不通，作废; mazeMappos.ypos.x = 0; /将走不通的块替换为墙壁