实验二电路布线问题Word格式文档下载.docx

1、1.3程序功能随机给定一个线路分布矩阵，利用穷举法，通过栈的应用，求出从a到b的可能布线线路；采用层次优先搜索，通过队列的应用，求出a到b的最优布线线路。1.4测试数据测试数据为随机生成的矩阵。2. 概要设计2.1抽象数据类型需要定义一个位置类型的数据，里面包含int型的x和y坐标，用来记录位置信息；再定义一个SWire的通道块数据类型，里面包含该通道块的位置数据，在路径上的序号和方向信息；另外还需要构建栈和队列的基本结构类型。2.2主程序流程及各模块之间的调用关系3. 详细设计3.1存储结构实现typedef struct/位置 int x; int y;Position;typedef s

2、truct/移动标记 int ord; Position seat; int di;SWire;typedef struct/栈 SWire* base; SWire* top; int stacksize;Stack;typedef struct QNode/队列 Position data; struct QNode* next;QNode,*QP;typedef struct QP fron; QP rear;LinkQ;3.2负责模块的伪码算法（1）int WirePath（int* Board,Position start,Position finish）/寻找路径算法/若有从电路板

3、的入口start到出口end的通道，则求得一条存放在栈中/（从栈底到栈顶） InitStack（S）; curpos=start;/设定当前位置为入口位置 curstep=1;/探索第一步 do if（Pass（S,curpos）/当前位置可通过，即是未曾走到的通道块 FootPrint（curpos）;/留下足迹 e=（curstep,curpos,1）; Push（S,e）;/加入路径 if（curpos=finish）/到达出口（终点） PrintStack（S）;/输出路径 Printf（电路板的搜寻图） return 1;/返回 NextPos（curpos,1）;/下一位置是当前位

4、置的东邻 curstep+;/探索下一步 else/当前位置不能通过 Pop（S,e）; if（S.top!=S.base）/栈空 while（e.di=5&S.top!=S.base） MarkPrint（e.seat）;/留下不能通过的标记，并退回一步 if（e.di5） e.di+; /换下一个方向探索 NextPos（e.seat,e.di）;/设定当前位置是该新方向/上的相邻块 curpos.x=e.seat.x; curpos.y=e.seat.y; while（S.base!=S.top）;printf（没有通路）;printf（电路板的搜寻图）; return 0;（2）int

5、 FindShortWay（int* Board,Position start,Position finish）/搜寻最短布线路径算法 if（finish=start）/到达终点，结束 MShortPath=0;/标记当前位置 if（Boardstart.xstart.y=0）没有通路!return 0; Boardstart.xstart.y=2;/有通路，则令其值为2while（1）/将第一个通道块赋值2，并将其相邻通道块从右开始，按顺时/针依次入队列，当队列不空时，出队列一个通道块，对其相邻通道块做相/同操作，直至所有的未标记通路通道块都被标记后为止。 for（i=1;i=0;j-）/反

6、向搜索最短路径 pathj=curpos; for（i=0;i+）/在相邻通道块中找符合的标记值 if（Boardneighbour.xneighbour.y=j+2）break; curpos=neighbor;/当前位置为相邻通道块printf（输出最短布线路径）; printf（输出最短路径搜寻矩阵）;4. 调试分析4.1问题分析与解决方法（1）寻找可能路径若当前位置可通过，则纳入当前路径，并继续朝着下一位置探索，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

7、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（东南西北）上相邻的方块。假设以栈S记录当前路径，则栈顶中存放的是当前路径上的最后一个通道块。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。通过入栈和出栈操作，使得当前位置找寻到出口位置，从而实现对迷宫一个可能路径的求解。（2）寻找最优路径 标记当前位置，通过队列，将当前位置周围的四个通道块入队列，将当前位置标记值m后，出队列，对该通道块执行相同的操作，并标记值m+，通过循环操作，直到当前位置为出口时终止。借助队列，通过循环操作，使每个通道块都被赋值。然后标记当前位置为出口，从出口向入口寻找符合递减值

8、的通道块，从而确定出最短路径。4.2算法的时空分析时间复杂度：空间复杂度：4.3算法的改进设想通过对搜寻可能路径的算法改进，实现能够同时输出多条可能路径的功能。而最优路径也有可能有多条，因此可以改进搜索最优路径的算法，使其能够输出全部的最优路径。可以考虑加入多重标记的方法实现。4.4经验和体会 电路板布线问题实际上就是迷宫求解问题，电路板上的布线要求可以转化成迷宫的通路和不通路的问题，当电线可以经过该点时，该点即为通路，而当电线不能经过该点时，它即为死路，利用1,0分别表示通路和死路，就可以建立类似迷宫求解的模型，通过栈和队列的一系列数据结构的辅助，来求解迷宫问题。5. 使用说明运行程序，系统

9、会自动给出一个随机电路板矩阵，自动输出一个可能的布线路径和最优布线路径，并给出搜寻路径的标记图；若该电路板不存在可行路径，则会提示没有通路。6. 测试结果（截屏）（1）随机生成的电路板矩阵：（2）可能布线路径：（3）最短布线路径：7. 附录7.1个人负责模块的程序代码int WirePath（int* Board,Position start,Position finish）/寻找路径算法 int i,j; Stack S; SWire e; Position curpos; int curstep; curpos.x=start.x; curpos.y=start.y; if（Pass（S,curpos）/当前位置可通过，即未走过 e.ord=curstep; e.seat.x=curpos.x; e.seat.y=curpos.y; e.di=1; if（curpos.x=finish.x&curpos.y=finish.y）/到达终点 printf（n搜寻路径图（-3表示布线，-1表示死路）：n）;n;i+） for（j=0;jj+）%dt,Boardij）;/下一个位置是当前位置的东邻/留下不能通过标记/退一步/换下一个方向探索/设定当前位置是该新方向上的相邻块没有通路!nn搜寻路径图（-3表示布线，-1表示死路）：i