数据结构程序设计课题.docx

1、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 32需求分析 4 题目内容 4 设计思想说明 4 数据结构设计 53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： 74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 145函数的调用关系图 17 自动生成迷宫运行情况 187心得体会

2、19参考文献 20附 录 201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Visual C+ 。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

3、，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

4、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

5、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，

6、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#includeusing namespace std;struct Coor int row; int column; int direction; ; 3.2定义方向struct Move int row; int column;3.3定义/链表结点struct LinkNode Coor data; LinkNode *next;3.4定义栈class stackprivate: LinkNode *top; public: st

7、ack(); stack(); void Push(Coor data); Coor Pop(); Coor GetPop(); void Clear(); bool IsEmpty(); ;3.5定义迷宫定义移动的4个方向Move move4=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) (

8、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 else if(b=1) temp-=2; /方向向右，用2表示 else if(a=-1) temp-=3; /方向向上，用3表示 else if(b=-1) temp-=4; /方向向左，用4表示 (temp-data); /把新位置入栈 delete temp; 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，;

9、 coutdirection表示下一位置走向。endl; /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 case 1:cout)n;break; case 2:cout)n;break; case 3:cout)n;break; case 4:cout)n;break; case 0:cout)n;break; void PrintPath2(int m,int n,stack p,int *maze) /输出路径 cout迷宫的路径为n; for (int i = 0; i m+2; +i ) for (int j = 0; j n+2; +j) cout mazeij ; cout endl; void Restore(int *maze,int m,int n) /恢复迷宫 int i,j; for(i=0;im+2;i+) /遍历指针 for(j=0;jn+2;j+) if(mazeij=8) /恢复探索过位置，即把-1恢复为0 mazeij=0; 精心搜集整理，只为你的需要