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：
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指导老师：
报告日期：
一、问题描述
以一个m x n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：
ADT zhan{
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
}ADT zhan
2、设定迷宫的抽象数据类型定义
ADT migong{
基本操作：
Status print(MazeType maze)； //显示迷宫
Status Pass(MazeType maze,PosType curpos); //判断当前位
置是否可通
Status FootPrint(MazeType &maze,PosType curpos);//标记当前位置
已经走过
Status MarkPrint(MazeType &maze,PosType curpos);//标记当前位
置不可通PosType NextPos(PosType curpos,DirectiveTypedi);// 进入下一位置
}ADT yanshu
3、本程序包括三个模块
a、主程序模块
void main()
{
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
t ypedef struct //位置结构
{
int row; //行位置
int col; //列位置
}PosType;
typedef struct //迷宫类型
{
int arr[10][10];
}MazeType;
typedef struct
{
int step; //当前位置在路径上的"序号"
PosType seat; //当前的坐标位置
DirectiveType di; //往下一个坐标位置的方向 }SElemType;
typedef struct //栈类型
{
SElemType *base; //栈的尾指针
SElemType *top; //栈的头指针
int stacksize; //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
#include
#include
#include
#define OK 1 //宏定义
#define ERROR 0
#define OVERFLOW -2
typedef int Status; //函数的返回值
typedef int DirectiveType; //下一个通道方向
#define STACK_INIT_SIZE 500 //栈的最大值
#define STACKINCREMENT 10 //增量
//-----------存储结构
typedef struct
{
int row;
int col;
}PosType;
typedef struct
{
int step; //当前位置在路径上的"序号"
PosType seat; //当前的坐标位置
DirectiveType di; //往下一个坐标位置的方向 }SElemType;
typedef struct
{
SElemType *base;
SElemType *top;
int stacksize;
}SqStack;//栈的存储
typedef struct
{
int arr[10][10];
}MazeType;//迷宫类型
//---------函数声明
Status InitStack(SqStack &S);
Status Pop(SqStack &S,SElemType &e);
Status Push(SqStack &S,SElemType e);
Status StackEmpty(SqStack S);
Status MazePath(MazeType &maze,PosType start,PosType end); Status Pass(MazeType maze,PosType curpos);
Status FootPrint(MazeType &maze,PosType curpos);
PosType NextPos(PosType curpos,DirectiveType di);
Status MarkPrint(MazeType &maze,PosType curpos);
Status print(MazeType maze);
void main()
{
PosType start,end;
MazeType a;
printf("请输入迷宫数据\n");
for(int i=0;i<10;i++) //接受输入的迷宫数据
{
for(int j=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");
}
Status InitStack(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;
return OK;
}//end InitStack
Status Pop(SqStack &S,SElemType &e)
{
if(S.top==S.base)
return ERROR;
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--;
return OK;
}//end Pop
Status Push(SqStack &S,SElemType e)
{
*S.top=e;
S.top++;
return OK;
}//end Push
Status StackEmpty(SqStack S)
{
if(S.top==S.base)
return OK;
else
return ERROR;
}//end StackEmpty
Status MazePath(MazeType &maze,PosType start,PosType end)
{
PosType curpos;
curpos=start;
int curstep=1;
SElemType e;
SqStack S;
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）
return OK;
curpos=NextPos(curpos,1);//下一位置是当前位置的东邻
curstep++;//探索下一步
}//end if
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
}//end while
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
}//end if
}//end if
}//end else
}while(!StackEmpty(S));//end if
printf("\n\n");
for(int i=0;i<10;i++)
{
for(int j=0; j<10;j++)
{
printf("%d ",maze.arr[i][j]);
}
printf("\n");
}
return ERROR;
}//end MazePath
Status Pass(MazeType maze,PosType curpos)
{
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return OK;
else
return ERROR;
}
Status FootPrint(MazeType &maze,PosType curpos)
{
maze.arr[curpos.row][curpos.col]=2;
//为当前路径留下可以通过的标志
return OK;
}//end Pass
PosType NextPos(PosType curpos,DirectiveType di) {
PosType pos = curpos;
switch(di)
{
case 1:pos.col++; //向东寻找
break;
case 2:pos.row++; //向西寻找
break;
case 3:pos.col--; //向南寻找
break;
case 4:pos.row--; //向北寻找
break;
}
return pos;
}//end NextPos
Status MarkPrint(MazeType &maze,PosType curpos) {
maze.arr[curpos.row][curpos.col]=3;
//为当前路径留下不可通过的标志
return OK;
}//end MarkPrint
Status print(MazeType maze) //迷宫的输出显示{
int i,j;
printf("\n\n");
for(i=0;i<10;i++)
{
for(j=0; j<10;j++)
{
switch(maze.arr[i][j])
{
case 0: printf(" ");
break;
case 1: printf("1 ");
break;
case 2: printf("# ");
break;
case 3: printf(" ");
break;
}//end swith
}//end 内层for
printf("\n");
}//end 外层for
return OK;
}//end print
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