迷宫问题实验报告优选.docx
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迷宫问题实验报告优选
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赠人玫瑰，手留余香。
武汉纺织大学数学与计算机学院
数据结构课程设计报告
迷宫问题求解
学生姓名：
学号：
班级：
指导老师：
报告日期：
一、 问题描述
以一个mxn的长方矩阵表示迷宫，1和0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，求出从入口到出口的通路，或者没有通路的结论。
二、 需求分析
1、 以二维数组maze[10][10]表示迷宫，数组中以元素1表示通路，0表示障碍，迷宫的大小理论上可以不限制，但现在只提供10*10大小迷宫。
2、 迷宫的入口和出口需由用户自行设置。
3、 以长方形矩阵的形式将迷宫及其通路输出，输出中“#”表示迷宫通路，“1”表示障碍。
4、 本程序只求出一条成功的通路。
但是只要对函数进行小量的修改，就可以求出其他全部的路径。
5、 程序执行命令为：
（1）输入迷宫；
（2）、求解迷宫；（3）、输出迷宫。
三、 概要设计
1、设定栈的抽象数据类型定义：
ADTzhan{
基本操作：
InitStack（SqStack&S）
操作结果：
构造一个空栈
push（*s，*e）
初始条件：
栈已经存在
操作结果：
将e所指向的数据加入到栈s中
pop（*s,*e）
初始条件：
栈已经存在
操作结果：
若栈不为空，用e返回栈顶元素，并删除栈顶元素
getpop（*s，*e）
初始条件：
栈已经存在
操作结果：
若栈不为空，用e返回栈顶元素
stackempty（*s）
初始条件：
栈已经存在
操作结果：
判断栈是否为空。
若栈为空，返回1，否则返回0
}ADTzhan
2、设定迷宫的抽象数据类型定义
ADTmigong{
基本操作：
Statusprint（MazeTypemaze）； //显示迷宫
StatusPass（MazeTypemaze,PosTypecurpos）; //判断当前位置是否可通
StatusFootPrint（MazeType&maze,PosTypecurpos）;//标记当前位置已经走过
StatusMarkPrint（MazeType&maze,PosTypecurpos）; //标记当前位置不可通
PosTypeNextPos（PosTypecurpos,DirectiveTypedi）; //进入下一位置
}ADTyanshu
3、本程序包括三个模块
a、主程序模块
voidmain（）
{
初始化；
迷宫求解；
迷宫输出；
}
b、栈模块——实现栈的抽象数据类型
c、迷宫模块——实现迷宫的抽象数据类型
四、流程图
五、 数据结构
typedefstruct//位置结构
{
introw;//行位置
intcol;//列位置
}PosType;
typedefstruct//迷宫类型
{
intarr[10][10];
}MazeType;
typedefstruct
{
intstep;//当前位置在路径上的"序号"
PosTypeseat;//当前的坐标位置
DirectiveTypedi;//往下一个坐标位置的方向
}SElemType;
typedefstruct//栈类型
{
SElemType*base;//栈的尾指针
SElemType*top;//栈的头指针
intstacksize;//栈的大小
}SqStack;
六、调试结果和分析
a）测试结果
实际程序执行过程如下图所示：
参考文献
[1]严蔚敏、吴伟民：
《数据结构（C语言版）》[M]，清华大学出版社2007年版
[2]谭浩强：
《C语言设计（第三版）》[M]，清华大学出版社2005年版
心得体会
通过这段时间的课程设计，本人对计算机的应用，数据结构的作用以及C语言的使用都有了更深的了解。
尤其是C语言的进步让我深刻的感受到任何所学的知识都需要实践，没有实践就无法真正理解这些知识以及掌握它们，使其成为自己的财富。
在设计此程序时，刚开始感到比较迷茫，然后一步步分析，试着写出基本的算法，思路渐渐清晰，最后完成程序。
当然也遇到不少的问题，也正是因为这些问题引发的思考给我带了收获。
在遇到描写迷宫路径的算法时，我感到有些困难，后来经过一步步分析和借鉴书本上的穷举求解的算法，最后把算法写出来。
这次课程设计让我更加深入了解很多方面的知识，如数组的运用等等。
在程序的编写中不要一味的模仿，要自己去摸索，只有带着问题反复实践，才能熟练地掌握和运用。
附录、 源代码
#include//头文件
#include
#include
#include
#defineOK1//宏定义
#defineERROR0
#defineOVERFLOW-2
typedefintStatus;//函数的返回值
typedefintDirectiveType;//下一个通道方向
#defineSTACK_INIT_SIZE500//栈的最大值
#defineSTACKINCREMENT10//增量
//-----------存储结构
typedefstruct
{
introw;
intcol;
}PosType;
typedefstruct
{
intstep;//当前位置在路径上的"序号"
PosTypeseat;//当前的坐标位置
DirectiveTypedi;//往下一个坐标位置的方向
}SElemType;
typedefstruct
{
SElemType*base;
SElemType*top;
intstacksize;
}SqStack;//栈的存储
typedefstruct
{
intarr[10][10];
}MazeType;//迷宫类型
//---------函数声明
StatusInitStack（SqStack&S）;
StatusPop（SqStack&S,SElemType&e）;
StatusPush（SqStack&S,SElemTypee）;
StatusStackEmpty（SqStackS）;
StatusMazePath（MazeType&maze,PosTypestart,PosTypeend）;
StatusPass（MazeTypemaze,PosTypecurpos）;
StatusFootPrint（MazeType&maze,PosTypecurpos）;
PosTypeNextPos（PosTypecurpos,DirectiveTypedi）;
StatusMarkPrint（MazeType&maze,PosTypecurpos）;
Statusprint（MazeTypemaze）;
voidmain（）
{
PosTypestart,end;
MazeTypea;
printf（"请输入迷宫数据\n"）;
for（inti=0;i<10;i++）//接受输入的迷宫数据
{
for（intj=0;j<10;j++）
{
scanf（"%d",&a.arr[i][j]）;
}
}
printf（"请输入起始位置：
行列"）;//用户自定义起始点与终点
scanf（"%d%d",&start.row,&start.col）;
printf（"请输入结束位置：
行列"）;
scanf（"%d%d",&end.row,&end.col）;
if（MazePath（a,start,end））//寻找路径
print（a）;
else
printf（"没有找到路径\n"）;
}
StatusInitStack（SqStack&S）
{
S.base=（SElemType*）malloc（STACK_INIT_SIZE*sizeof（SElemType））;
//为栈申请存储地址
if（!
S.base）
exit（OVERFLOW）;
S.top=S.base;
S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;
returnOK;
}//endInitStack
StatusPop（SqStack&S,SElemType&e）
{
if（S.top==S.base）
returnERROR;
e=*（S.top-1）;//如果没有这句话就会在原地打转，导致在死胡同堵死
S.top--;
returnOK;
}//endPop
StatusPush（SqStack&S,SElemTypee）
{
*S.top=e;
S.top++;
returnOK;
}//endPush
StatusStackEmpty（SqStackS）
{
if（S.top==S.base）
returnOK;
else
returnERROR;
}//endStackEmpty
StatusMazePath（MazeType&maze,PosTypestart,PosTypeend）
{
PosTypecurpos;
curpos=start;
intcurstep=1;
SElemTypee;
SqStackS;
InitStack（S）;
do
{
if（Pass（maze,curpos））//当前位置可以通过，即未曾走过的模块
{
e.step=curstep;
e.seat=curpos;
e.di=1;
FootPrint（maze,curpos）;//留下足迹
Push（S,e）;//加入到路径栈中
if（curpos.col==end.col&&curpos.row==end.row）//达到终点（出口）
returnOK;
curpos=NextPos（curpos,1）;//下一位置是当前位置的东邻
curstep++;//探索下一步
}//endif
else
{//当前位置不能通过
if（!
StackEmpty（S））
{
Pop（S,e）;
while（e.di==4&&!
StackEmpty（S））
{
MarkPrint（maze,e.seat）;
Pop（S,e）;//留下不能通过的标记，并回退一步
}//endwhile
if（e.di<4）
{
e.di++;//换一个方向探索
Push（S,e）;
curpos=NextPos（e.seat,e.di）;//设定当前位置是该新方向的相邻快
}//endif
}//endif
}//endelse
}while（!
StackEmpty（S））;//endif
printf（"\n\n"）;
for（inti=0;i<10;i++）
{
for（intj=0;j<10;j++）
{
printf（"%d",maze.arr[i][j]）;
}
printf（"\n"）;
}
returnERROR;
}//endMazePath
StatusPass（MazeTypemaze,PosTypecurpos）
{
if（maze.arr[curpos.row][curpos.col]==0）
//判断当前路径对应数组值是否等于0，即当前路径是否可通
returnOK;
else
returnERROR;
}
StatusFootPrint（MazeType&maze,PosTypecurpos）
{
maze.arr[curpos.row][curpos.col]=2;
//为当前路径留下可以通过的标志
returnOK;
}//endPass
PosTypeNextPos（PosTypecurpos,DirectiveTypedi）
{
PosTypepos=curpos;
switch（di）
{
case1:
pos.col++;//向东寻找
break;
case2:
pos.row++;//向西寻找
break;
case3:
pos.col--;//向南寻找
break;
case4:
pos.row--;//向北寻找
break;
}
returnpos;
}//endNextPos
StatusMarkPrint（MazeType&maze,PosTypecurpos）
{
maze.arr[curpos.row][curpos.col]=3;
//为当前路径留下不可通过的标志
returnOK;
}//endMarkPrint
Statusprint（MazeTypemaze）//迷宫的输出显示
{
inti,j;
printf（"\n\n"）;
for（i=0;i<10;i++）
{
for（j=0;j<10;j++）
{
switch（maze.arr[i][j]）
{
case0:
printf（""）;
break;
case1:
printf（"1"）;
break;
case2:
printf（"#"）;
break;
case3:
printf（""）;
break;
}//endswith
}//end内层for
printf（"\n"）;
}//end外层for
returnOK;
}//endprint
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