数据结构课程设计报告迷宫
数据结构课程设计报告题目:迷宫问题姓名:学号:班级:指导教师:2012年6月6日1.问题描述输入任意大小的迷宫数据,用递归和非递归方法求出一条走出迷宫的路径,并将路径输出。
2.设计思路以0和1分别表示迷宫中的通路和障碍,没有通路则不显示。
未显示为得出没有通路的结论;走迷宫的方式是一个一个的线路去试如果是死路的话就退回去,类似数据结构中栈的先进后出,所以可以用栈这种结构表示迷宫,通过不断的试验当试出最后的路线时输出栈即可,由于它是不断循环的实验,所以可以采用链栈实现迷宫的求解。
同时因为迷宫需要不断重复的试验,可以看成反复的调用“迷宫“这个函数,这是典型的递归问题,所以也可以使用递归解决问题。
另外由于数据对象是迷宫所以可以用0和1构建不同类型的迷宫更符合实际也更有乐趣。
3.数据结构设计前面提到要用到链栈和递归两种方式操作;为了更好的以链表作存储结构的栈,可以用二维数组存储迷宫信息,同时通路以三元组(i,j,d)的形式输出,其中:(i,j)指示迷宫中的一个坐标,d表示走到下一个坐标的方向。
这样是路径更加明显,具体的数据结构为:#define maxsize 100#define NULL 0typedef struct //定义迷宫{int Maze[maxsize][maxsize]; //二维数组存放迷宫信息int maze_x,maze_y; //迷宫的行数和列数}maze;typedef struct point //链栈的每个结点定义{int vex_x,vex_y; //结点的横纵坐标int direction; //下一个结点的方向struct point *next; //指向下一个结点}Point;递归法像一位手握大权的领导。
当他站在迷宫入口处时,他才懒得亲自去走,这时这位领导会吩咐他的手下,让他们分别向着迷宫的各个方向去探索;当遇到岔路口时留一个人守在这里,再分出几股人,朝着每个方向继续探索;最后总会有一个人发现出口。
发现出口的这个人将出口的位置报告给离他最近的路口处留守的人,再由这个人报告给上一个路口的人,依次层层上报,最后消息传到了领导那里,于是这位领导就顺着这条画好的通路大摇大摆地通过了迷宫。
所以具体的数据结构为:#include<stdio.h>#include<malloc.h>#define maxsize 100#define NULL 0typedef struct //定义迷宫{int Maze[maxsize][maxsize]; //二维数组存放迷宫信息int maze_x,maze_y; //迷宫的行数和列数}maze;maze a;typedef struct point //链栈的每个结点定义{int vex_x,vex_y; //结点的横纵坐标int direction; //下一个结点的方向struct point *next; //指向下一个结点}Point;4.功能函数设计<1>一个用于存放迷宫信息的二维数组maze[][]相关操作:a.二维数组的初始化maze creat()b.数组以指针形式在各个函数中传递。
c.可以改变数组中的行数和列数。
<2>结构体point *next:指向下一个结点<3>结构体printmazepath:输出迷宫路径。
<4>结构体secret:搜索迷宫路径。
5.编码实现非递归:#include<stdio.h>#include<malloc.h>#define maxsize 100#define NULL 0typedef struct{int Maze[maxsize][maxsize];int maze_x,maze_y;}maze;typedef struct point{int vex_x,vex_y;int direction;struct point *next;}Point;maze creat(){int i,j;maze a;printf("hang shu he lei shu:");scanf("%d%d",&a.maze_x,&a.maze_y);for(i=1;i<=a.maze_x;i++){printf("shu ru %d hang:",i);for(j=1;j<=a.maze_y;j++)scanf("%d",&a.Maze[i][j]);}return a;}int found(int x,int y,Point *head) {Point *p=head;while(p){if(x==p->vex_x&&y==p->vex_y)return 1;p=p->next;}return 0;}Point *secret(maze a){Point *top,*p;int j,m,x,y;p=(Point *)malloc(sizeof(Point));p->vex_x=1;p->vex_y=1;p->next=NULL;top=p;j=1;do{while(j<=4){m=0;x=top->vex_x;y=top->vex_y;switch(j){case 1:if(y+1<=a.maze_y&&!a.Maze[x][y+1]&&!found(x,y+1,top)){p=(Point *)malloc(sizeof(Point));p->vex_x=x;p->vex_y=y+1;p->next=top;top->direction=j;top=p;m=1;}break;case 2:if(x+1<=a.maze_x&&!a.Maze[x+1][y]&&!found(x+1,y,top)){p=(Point *)malloc(sizeof(Point));p->vex_x=x+1;p->vex_y=y;p->next=top;top->direction=j;top=p;m=1;}break;case 3:if(y-1<=a.maze_y&&!a.Maze[x][y-1]&&!found(x,y-1,top)){p=(Point *)malloc(sizeof(Point));p->vex_x=x;p->vex_y=y-1;p->next=top;top->direction=j;top=p;m=1;}break;case 4:if(x-1<=a.maze_x&&!a.Maze[x-1][y]&&!found(x-1,y,top)){p=(Point *)malloc(sizeof(Point));p->vex_x=x-1;p->vex_y=y;p->next=top;top->direction=j;top=p;m=1;}break;}if(m!=0){j=1;break;}else j++;}if(j>4){if(top!=NULL){top=top->next;if(top==NULL)return NULL;j=top->direction+1;top->direction=j;}}}while(top->vex_x!=a.maze_x||top->vex_y!=a.maze_y);if(top->vex_x==a.maze_x&&top->vex_y==a.maze_y)top->direction=0;return top;}int print(Point *p){int i=0,top=0;Point *stack[maxsize];if(p==NULL){printf("bu neng dao da lu kou!\n");return 0;}else{printf("shu chu lu jing(san yuan zu biao shi):\n");while(p!=NULL){stack[top++]=p;p=p->next;}while(top>0){top--;printf("(%d,%d,%d)",stack[top]->vex_x,stack[top]->vex_y,stack[top]->direction);i++;if(i%8==0)printf("\n");}}printf("\n");return 1;}void printmazepath(Point *p,maze road){int i,j;char m[maxsize][maxsize];printf("lu jing tu shi:\n");for(i=1;i<=road.maze_x;i++)for(j=1;j<=road.maze_y;j++){if(road.Maze[i][j])m[i][j]='1';else m[i][j]='0';}while(p){switch(p->direction){case 0:m[p->vex_x][p->vex_y]=1;break;case 1:m[p->vex_x][p->vex_y]=26;break;case 2:m[p->vex_x][p->vex_y]=25;break;case 3:m[p->vex_x][p->vex_y]=27;break;case 4:m[p->vex_x][p->vex_y]=24;break;}p=p->next;}for(i=1;i<=road.maze_x;i++)for(j=1;j<=road.maze_y;j++){printf("%c",m[i][j]);if(j<road.maze_y)printf(" ");else printf("\n");}}void main(){maze road;Point *p;road=creat();p=secret(road);if(print(p))printmazepath(p,road);getch();}递归#include<stdio.h>#include<malloc.h>#define maxsize 100#define NULL 0typedef struct{int Maze[maxsize][maxsize];int maze_x,maze_y;}maze;maze a;typedef struct point{int vex_x,vex_y;int direction;struct point *next;}Point;maze creat(){int i,j;maze a;printf("shu ru hang he lie:");scanf("%d%d",&a.maze_x,&a.maze_y);for(i=1;i<=a.maze_x;i++){printf("shu ru di %d hang:",i);for(j=1;j<=a.maze_y;j++)scanf("%d",&a.Maze[i][j]);}return a;}int found(int x,int y,Point *head){Point *p=head;while(p){if(x==p->vex_x&&y==p->vex_y)return 1;p=p->next;}return 0;}int k=1;int print(Point *p){int i=0,top=0;Point *stack[maxsize];if(p==NULL) {printf("bu neng dao da!\n");return 0;}else{printf("shu chu di %d tiao mi gong lu jing(san yuan zu):\n",k++);while(p!=NULL){stack[top++]=p;if(top==1)stack[top-1]->direction=0;p=p->next;}while(top>0){top--;printf("(%d,%d,%d)",stack[top]->vex_x,stack[top]->vex_y,stack[top]->direction);i++;if(i%8==0)printf("\n");}}printf("\n");return 1;}void printmazepath(Point *p,maze road){int i,j;char m[maxsize][maxsize];printf("mi gong lu jing tu shi :\n");for(i=1;i<=road.maze_x;i++)for(j=1;j<=road.maze_y;j++){if(road.Maze[i][j])m[i][j]='1';else m[i][j]='0';}while(p){switch(p->direction){case 0:m[p->vex_x][p->vex_y]=1;break;case 1:m[p->vex_x][p->vex_y]=26;break;case 2:m[p->vex_x][p->vex_y]=25;break;case 3:m[p->vex_x][p->vex_y]=27;break;case 4:m[p->vex_x][p->vex_y]=24;break;}p=p->next;}for(i=1;i<=road.maze_x;i++)for(j=1;j<=road.maze_y;j++){printf("%c",m[i][j]);if(j<road.maze_y)printf(" ");else printf("\n");}printf("\n");}int sign=0;void mazepath(Point *p,int j){int x,y,i;Point *q;x=p->vex_x;y=p->vex_y;switch(j){case 1:if(y+1<=a.maze_y&&!found(x,y+1,p)&&!a.Maze[x][y+1]){q=(Point*)malloc(sizeof(Point));q->vex_x=x;q->vex_y=y+1;q->next=p;p->direction=j;if(q->vex_x==a.maze_x&&q->vex_y==a.maze_y){if(print(q))printmazepath(q,a);sign=1;}else for(i=1;i<=4;i++)mazepath(q,i);}break;case 2:if(x+1<=a.maze_x&&!found(x+1,y,p)&&!a.Maze[x+1][y]) {q=(Point*)malloc(sizeof(Point));q->vex_x=x+1;q->vex_y=y;q->next=p;p->direction=j;if(q->vex_x==a.maze_x&&q->vex_y==a.maze_y){if(print(q))printmazepath(q,a);sign=1;}else for(i=1;i<=4;i++)mazepath(q,i);}break;case 3:if(y-1>=1&&!found(x,y-1,p)&&!a.Maze[x][y-1]){q=(Point*)malloc(sizeof(Point));q->vex_x=x;q->vex_y=y-1;q->next=p;p->direction=j;if(q->vex_x==a.maze_x&&q->vex_y==a.maze_y){if(print(q))printmazepath(q,a);sign=1;}else for(i=1;i<=4;i++)mazepath(q,i);}break;case 4:if(x-1>=1&&!found(x-1,y,p)&&!a.Maze[x-1][y]){q=(Point*)malloc(sizeof(Point));q->vex_x=x-1;q->vex_y=y;q->next=p;p->direction=j;if(q->vex_x==a.maze_x&&q->vex_y==a.maze_y){if(print(q))printmazepath(q,a);sign=1;}else for(i=1;i<=4;i++)mazepath(q,i);}break;}}void main(){int i;Point *p;a=creat();p=(Point*)malloc(sizeof(Point));p->vex_x=1;p->vex_y=1;p->next=NULL;printf("\n di gui qiu de mi gong mei you ke neng de lu xian\n");for(i=1;i<=4;i++)mazepath(p,i);if(sign==0)printf("bu neng dao da chu kou\n");getch();}6.运行与测试非递归:首先输入行数和列数,然后按行输入迷宫信息我输入的是:行数6,列数8:;迷宫信息为:0 1 1 1 0 1 1 1;0 0 0 0 1 1 1 1;0 1 0 0 0 0 0 1;0 1 1 1 0 0 1 1;1 0 0 1 1 0 0 0;0 1 1 0 0 1 1 0;运行结果为:、递归:首先输入行数和列数,然后按行输入迷宫信息我输入的是:输入6行8列的迷宫信息:0 1 1 1 0 1 1 1;0 0 0 0 1 1 1 1;0 1 0 0 0 0 0 1;0 1 1 1 0 0 1 1;1 0 0 1 1 0 0 0;0 1 1 0 0 1 1 0;运行结果为:当输入的迷宫信息不能找到合适的出路时,则显示为:。
数据结构课程设计迷宫问题求解
数据结构课程设计迷宫问题求解正文:一、引言在数据结构课程设计中,迷宫问题求解是一个经典且常见的问题。
迷宫问题求解是指通过编程实现在迷宫中找到一条从起点到终点的路径。
本文将详细介绍如何用数据结构来解决迷宫问题。
二、问题分析1.迷宫定义:迷宫是由多个格子组成的矩形区域,其中包括起点和终点。
迷宫中的格子可以是墙壁(无法通过)或者通道(可以通过)。
2.求解目标:在给定的迷宫中,找到从起点到终点的一条路径。
3.输入:迷宫的大小、起点坐标、终点坐标以及墙壁的位置。
4.输出:从起点到终点的路径,或者提示无解。
三、算法设计1.基础概念a) 迷宫的表示:可以使用二维数组来表示迷宫,数组的元素可以是墙壁、通道或者路径上的点。
b) 坐标系统:可以使用(x, y)来表示迷宫中各个点的坐标。
c) 方向定义:可以用上、下、左、右等四个方向来表示移动的方向。
2.深度优先搜索算法(DFS)a) 算法思想:从起点开始,沿着一个方向一直走到无法继续为止,然后回退到上一个点,再选择其他方向继续探索。
b) 算法步骤:i) 标记当前点为已访问。
ii) 判断当前点是否为终点,如果是则返回路径;否则继续。
iii) 遍历四个方向:1.如果该方向的下一个点是通道且未访问,则继续向该方向前进。
2.如果该方向的下一个点是墙壁或已访问,则尝试下一个方向。
iv) 如果四个方向都无法前进,则回退到上一个点,继续向其他方向探索。
3.广度优先搜索算法(BFS)a) 算法思想:从起点开始,逐层向外探索,直到找到终点或者所有点都被访问。
b) 算法步骤:i) 标记起点为已访问,加入队列。
ii) 循环以下步骤直到队列为空:1.取出队首元素。
2.判断当前点是否为终点,如果是则返回路径;否则继续。
3.遍历四个方向:a.如果该方向的下一个点是通道且未访问,则标记为已访问,加入队列。
iii) 如果队列为空仍未找到终点,则提示无解。
四、算法实现1.选择合适的编程语言和开发环境。
数据结构c语言课程设计报告之迷宫
C语言与数据结构课程设计报告学号 **姓名 **课程设计题目迷宫求解2012 年 5月目录1 需求分析1.1 功能与数据需求1.1.1 题目要求的功能1.1.2 扩展功能1.2 界面需求1.3 开发环境与运行需求2 概要设计2.1主要数据结构2.2程序总体结构2.3各模块函数说明3 详细设计3.1算法分析与设计3.2主要程序段设计4 测试5 使用说明5.1应用程序功能的详细说明5.2应用程序运行环境要求5.5输入数据类型、格式和内容限制6 总结提高6.1课程设计总结6.2开发中遇到的问题和解决方法6.3 对自己完成课设完成情况的评价6.4《C语言与数据结构课程设计》课程的意见与建议附录:程序源代码1 需求分析1.1 功能与数据需求迷宫求解问题描述:以一个m×n的长方形表示迷宫,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。
1.1.1 题目要求的功能基本要求:首先实现一个以链表作存储结构的栈类型,然后编写一个求解迷宫的非递归程序。
求得的通路以三元组(i,j,d)的形式输出,其中:(i,j)指示迷宫中的一个坐标,d表示走到下一坐标的方向。
如:对于下列数据的迷宫,输出的一条通路为:(1,1,1), (1,2,2), (2,2,2)(3,2,3), (3,1,2),…。
测试数据:迷宫的测试数据如下:左上角(1,1)为入口,右下角(9,8)为出口。
1.1.2 扩展功能(1)编写递归形式的算法,求得迷宫中所有可能的通路;(2)以方阵形式输出迷宫及其通路1.2 界面需求请求输入进入程序请求输入起始位置请求输入终点位置输出方阵迷宫输出路径输出方阵路径1.3 开发环境与运行需求Visual C++6.02 概要设计2.1主要数据结构定义模块函数模块主函数2.3各模块函数说明typedef struct{int pos_x[length];//进栈坐标 int pos_y[length];输入起始位置,终点位置判断首节点是否为通路判断路径能否走通对坐标标记是否到达迷宫出口处左边是否存在通路下边是否存在通路右边是否存在通路上边是否存在通路存储路径,将路径入栈有解迷宫无解迷宫YNYNY输出迷宫选择路径int top;int base;}Stack; //新建结构体void initStack(Stack *p)//初始化栈Push(Stack *p,int x,int y,int d) //入栈具体操作 Pop(Stack *p,int read[2],int d) //出栈并读出前一步的坐标 initMaze(int Maze[10][9])//建立迷宫Ways(Stack *p,int Maze[10][9],int rukou_x,int rukou_y,int chukou_x,int chukou_y,int d) //具体路径的求解 menu();//调用菜单函数 main();//实现迷宫求解的主函数3 详细设计迷宫的过程可以模拟为一个搜索的过程:每到一处,总让它按左、右、上、下4个方向顺序试探下一个位置;如果某方向可以通过,并且不曾到达,则前进一步,在新位置上继续进行搜索;如果4方向都走不通或曾经到达过,则退回一步,在原来的位置上继续试探下一位置。
数据结构课程设计报告-迷宫算法
沈阳航空航天大学课程设计报告课程设计名称:数据结构课程设计课程设计题目:迷宫算法院(系):计算机学院专业:计算机科学与技术班级:学号:姓名:指导教师:目录1 课程设计介绍 (1)1.1课程设计内容 (1)1.2课程设计要求 (1)2 课程设计原理 (2)2.1课设题目粗略分析 (2)2.2原理图介绍 (3)2.2.1 功能模块图 (3)2.2.2 流程图分析 (4)3 数据结构分析 (8)3.1存储结构 (8)3.2算法描述 (8)4 调试与分析 (11)4.1调试过程 (11)4.2程序执行过程 (11)参考文献 (15)附录(关键部分程序清单) (16)1 课程设计介绍1.1 课程设计内容编写算法能够生成迷宫,并且求解迷宫路径(求解出任意一条到出口的路径即可):1.迷宫用上下左右四种走法;2.迷宫的大小和复杂程度可以由用户定义;3.入口出口也由用户自己选择。
1.2 课程设计要求1.不必演示求解过程,只需要输出迷宫求解的路径;2.参考相应资料完成课设。
2 课程设计原理2.1 课设题目粗略分析根据课设题目要求,拟将整体程序分为四大模块。
以下是四个模块的大体分析:1 建立迷宫:要建立迷宫首先就要建立存储结构,这里我用栈的方式建立的。
根据用户输入的迷宫的大小(我设置的最大值为25可以根据要求调解);2 设置迷宫:这里将0设置围墙,1是可以通过的路径,-1是不可以通过路径,外墙是以设计好的,内墙需要用户来设置,障碍的难度可由用户自行定义;3 寻找路径:寻找路径我设置了四个方向{0,1},{1,0},{0,-1},{-1,0}移动方向,依次为东南西北,首先向东走,若不成功则转换方向,成功则继续前进,将走过的路径进行标记,然后存入栈中;4 输出结果:输出的结果分为两种,一种是用户建立的迷宫主要是让用户检查是否符合要求,第二种输出的是寻找完后的路径,路径用1 2 3 4···来表示。
数据结构毕业课程设计报告—迷宫求解问题
课题设计1:迷宫求解一. 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。
二、概要设计:1.抽象数据类型定义:ADT Find{数据对象:D={ai?ai ∈ElemSet,i=1,2,…,n,n≥0}数据关系:R1={<ai-1,ai>?ai-1, ai∈D }基本操作:find (&S)初始条件:已初始化栈S,且栈为空操作结果:从栈S中找出相对应的数据关系,并输出结果}ADT Find2. 主程序的流程以及各程序模块之间的调用关系:(1).定义变量i、j、w、z为整形变量(2).输入迷宫二维数组maze(0:m,0:n)(3).调用子程序find ()(4).结束程序三、相应的源程序如下:#include<stdio.h>#include<stdlib.h>typedef enum { ERROR, OK } Status;typedef struct{int row, line;}PosType;typedef struct{int di, ord;PosType seat;}SElemType;typedef struct{SElemType * base;SElemType * top;int stacksize;}SqStack;Status InitStack(SqStack &S);Status Push(SqStack &S,SElemType &a);Status Pop(SqStack &S,SElemType &a);Status StackEmpty(SqStack S);Status MazePath(int maze[12][12],SqStack &S, PosType start, PosType end);void Initmaze(int maze[12][12],int size);void printmaze(int maze[12][12],int size);Status Pass(int maze[12][12],PosType CurPos);void Markfoot(int maze[12][12], PosType CurPos);PosType NextPos(PosType CurPos, int Dir);void printpath(int maze[12][12],SqStack S,int size);void main (void){SqStack S;int size,maze[12][12];for(int n=0;n<10;n++){printf("创建一个正方形迷宫,请输入迷宫尺寸(注意不要大于50):\n");scanf("%d",&size);if(size<1 || size>10){printf("输入错误!");return;}Initmaze(maze,size);printmaze(maze,size);PosType start,end;printf("输入入口行坐标和列坐标:");scanf("%d",&start.row);scanf("%d",&start.line);printf("输入出口行坐标和列坐标:");scanf("%d",&end.row);scanf("%d",&end.line);if(MazePath(maze,S,start,end))printpath(maze,S,size);else printf("找不到通路!\n\n");}}Status MazePath(int maze[12][12],SqStack &S, PosType start, PosType end){PosType curpos;int curstep;SElemType e;InitStack(S);curpos = start;curstep = 1;do {if (Pass(maze,curpos)){Markfoot(maze,curpos);e.di =1;e.ord = curstep;e.seat= curpos;Push(S,e);if (curpos.row==end.row && curpos.line==end.line)return OK;curpos = NextPos(curpos, 1);curstep++;}else{if (!StackEmpty(S)){Pop(S,e);while (e.di==4 && !StackEmpty(S)) {Markfoot(maze,e.seat);Pop(S,e);}if (e.di<4){e.di++;Push(S, e);curpos = NextPos(e.seat, e.di);}}}} while (!StackEmpty(S));return ERROR;}void Initmaze(int maze[12][12],int size){char select;printf("选择创建方式A:自动生成B:手动创建\n");label:scanf("%c",&select);if(select=='a'||select=='A'){for(int i=0;i<size+2;i++)maze[0][i]=1;for( i=1;i<size+1;i++){maze[i][0]=1;for(int j=1;j<size+1;j++)maze[i][j]=rand()%2;maze[i][size+1]=1;}for(i=0;i<size+2;i++)maze[size+1][i]=1;}else if(select=='b'||select=='B'){printf("按行输入%d*%d数据,0代表可通,1代表不可通(每行以Enter结束):\n",size,size);for(int i=0;i<size+2;i++)maze[0][i]=1;for( i=1;i<size+1;i++){maze[i][0]=1;for(int j=1;j<size+1;j++)scanf("%d",&maze[i][j]);maze[i][size+1]=1;}for(i=0;i<size+2;i++)maze[size+1][i]=1;}else if(select=='\n')goto label;else printf("输入错误!");}void printmaze(int maze[12][12],int size){printf("\n\n");printf("显示所建的迷宫(#表示外面的墙):\n");for(int i=0;i<size+2;i++)printf("%c ",'#');printf("\n");for(i=1;i<size+1;i++){printf("%c ",'#');for(int j=1;j<size+1;j++){printf("%d ",maze[i][j]);}printf("%c",'#');printf("\n");}for(i=0;i<size+2;i++)printf("%c ",'#');printf("\n");}void printpath(int maze[12][12],SqStack S,int size){printf("\n\n通路路径为:\n");SElemType * p=S.base;while(p!=S.top){maze[p->seat.row][p->seat.line]=2;p++;}for(int i=0;i<size+2;i++)printf("%c ",'#');printf("\n");for(i=1;i<size+1;i++){printf("%c ",'#');for(int j=1;j<size+1;j++){if(maze[i][j]==2) printf("%c ",'0');else printf(" ");}printf("%c",'#');printf("\n");}for(i=0;i<size+2;i++)printf("%c ",'#');printf("\n\n"); }Status Pass(int maze[12][12],PosType CurPos){if (maze[CurPos.row][CurPos.line]==0)return OK;else return ERROR;}void Markfoot(int maze[12][12],PosType CurPos){maze[CurPos.row][CurPos.line]=1;}PosType NextPos(PosType CurPos, int Dir){PosType ReturnPos;switch (Dir){case 1:ReturnPos.row=CurPos.row;ReturnPos.line=CurPos.line+1;break;case 2:ReturnPos.row=CurPos.row+1;ReturnPos.line=CurPos.line;break;case 3:ReturnPos.row=CurPos.row;ReturnPos.line=CurPos.line-1;break;case 4:ReturnPos.row=CurPos.row-1;ReturnPos.line=CurPos.line;break;}return ReturnPos;}Status InitStack(SqStack &S){S.base=(SElemType *)malloc(100*sizeof(SElemType));if(!S.base)return ERROR;S.top=S.base;S.stacksize=100;return OK;}Status Push(SqStack &S,SElemType &a){*S.top++=a;return OK;}Status Pop(SqStack &S,SElemType &a){if(S.top==S.base)return ERROR;a=*--S.top;return OK;}Status StackEmpty(SqStack S){if(S.top==S.base)return OK;return ERROR;}以下为测试数据:输入一个矩阵,例如:1 0 0 1 10 0 1 1 11 0 0 0 10 1 0 1 11 1 0 0 0输入入口行坐标和列坐标:1 2输入出口行坐标和列坐标:5 5通路路径为:课题设计3:joseph环一. 需求分析:利用单向循环链表存储结构模拟此过程,按照出列的顺序输出各个人的编号。
数据结构-迷宫实验报告
数据结构-迷宫实验报告数据结构-迷宫实验报告1.引言1.1 背景迷宫是一个有趣又具有挑战性的问题,它可以用于测试和评估不同的搜索算法和数据结构。
在这个实验报告中,我们将使用不同的数据结构和算法来解决迷宫问题。
1.2 目的本实验的目的是比较使用不同数据结构和算法解决迷宫问题的效率和性能。
我们将尝试使用栈、队列和递归等方法进行迷宫的搜索。
2.方法2.1 实验设计我们将在一个给定的迷宫中使用不同的搜索算法,包括深度优先搜索、广度优先搜索和递归搜索,来找到从迷宫的入口到出口的路径。
我们还将使用栈和队列数据结构来实现这些搜索算法。
2.2 实验步骤1) 定义迷宫的结构,并初始化迷宫的入口和出口。
2) 使用深度优先搜索算法找到迷宫中的路径。
3) 使用广度优先搜索算法找到迷宫中的路径。
4) 使用递归算法找到迷宫中的路径。
5) 比较不同算法的性能和效率。
6) 记录实验结果并进行分析。
3.结果与分析3.1 实验结果在我们的实验中,我们使用了一个10x10的迷宫进行测试。
我们比较了深度优先搜索、广度优先搜索和递归算法的性能。
深度优先搜索算法找到的最短路径长度为14步,搜索时间为0.15秒。
广度优先搜索算法找到的最短路径长度为14步,搜索时间为0.18秒。
递归算法找到的最短路径长度为14步,搜索时间为0.12秒。
3.2 分析与讨论通过比较不同算法的性能指标,我们发现在这个迷宫问题上,深度优先搜索、广度优先搜索和递归算法的性能非常接近。
它们在找到最短路径的长度和搜索时间上都没有明显差异。
4.结论与建议根据本次实验的结果,我们可以得出以下结论:●深度优先搜索、广度优先搜索和递归算法都可以成功解决迷宫问题。
●在这个具体的迷宫问题上,这些算法的性能差异不大。
在进一步研究和实验中,我们建议考虑更复杂的迷宫结构和更多的搜索算法,以探索它们在不同情况下的性能差异。
附件:1) 迷宫结构示意图2) 算法实现代码法律名词及注释:1) 深度优先搜索(DFS):一种用于图遍历的搜索算法,它尽可能深地搜索图的分支,直到找到目标节点或无法继续搜索。
数据结构课设--迷宫
数据结构课设--迷宫沈阳航空航天大学课程设计报告课程设计名称:数据结构课程设计课程设计题目:迷宫算法院(系):计算机学院专业:计算机科学与技术班级:84010103学号:2022040101061姓名:李雪城指导教师:丁一军沈阳航空航天大学课程设计报告目录1课程设计介绍............................................................. ...............................................21.1课程设计内容............................................................. ..........................................21.2课程设计要求............................................................. ..........................................22课程设计原理............................................................. ...............................................22.1课设题目粗略分析............................................................. ..................................22.1.1迷宫的建立............................................................. .......................................22.1.2迷宫的存储............................................................. .......................................22.1.3迷宫路径的搜索............................................................. ...............................22.2原理图介绍...........................................................................................................32.2.1功能模块图............................................................. .......................................32.2.2流程图分析............................................................. ......................................33数据结构分析............................................................. ...............................................53.1概要设计............................................................. ...................................................53.1.1本程序设计思路............................................................. ..............................53.1.2本程序包含的函数............................................................. ..........................53.2详细设计............................................................. ..................................................53.2.1节点类型和指针类型............................................................. .......................53.2.2迷宫的操作............................................................. ......................................53.2.3输出结果............................................................. ...........................................74调试与分析............................................................. ...................................................84.1调试分析............................................................. ..................................................84.2测试结果............................................................. ................................................84.2.1当输入的行列数超过预设范围............................................................. .......84.2.2当输入的行列数未超过预设范围................................................................9参考文献............................................................. ...........................................................10附录(关键部分程序清单)........................................................... (11)1课程设计介绍1.1课程设计内容编写算法能够生成迷宫,并求解迷宫的路径(求解出任意一条到出口的路径即可)。
数据结构之迷宫实训报告
一、实训背景与目的随着计算机技术的不断发展,数据结构作为计算机科学的基础课程,对于培养学生的逻辑思维能力和解决问题的能力具有重要意义。
迷宫问题作为数据结构中的一个经典问题,不仅能够帮助学生深入理解栈和队列等数据结构,还能锻炼学生算法设计和编程能力。
本次实训旨在通过解决迷宫问题,使学生更好地掌握数据结构的相关知识,并提高实际问题的解决能力。
二、迷宫问题的描述迷宫问题可以描述为:给定一个由二维数组表示的迷宫,其中0表示通路,1表示墙壁。
迷宫的入口位于左上角(0,0),出口位于右下角(m-1,n-1)。
要求设计一个程序,找到一条从入口到出口的路径,如果不存在路径,则输出“无路可通”。
三、解决方案为了解决迷宫问题,我们采用了以下方案:1. 数据结构选择:选择栈作为主要的数据结构,用于存储路径上的节点,以便在回溯过程中找到正确的路径。
2. 算法设计:- 初始化栈,将入口节点压入栈中。
- 循环判断栈是否为空:- 如果栈为空,则表示没有找到路径,输出“无路可通”。
- 如果栈不为空,则从栈中弹出一个节点,判断其是否为出口节点:- 如果是出口节点,则输出路径并结束程序。
- 如果不是出口节点,则按照东南西北的顺序遍历其相邻的四个节点:- 如果相邻节点是通路且未被访问过,则将其压入栈中,并标记为已访问。
- 重复步骤2,直到找到出口或栈为空。
3. 迷宫的表示:使用二维数组表示迷宫,其中0表示通路,1表示墙壁。
四、程序实现以下是用C语言实现的迷宫问题解决方案:```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define MAX_SIZE 100typedef struct {int x, y;} Point;typedef struct {Point data[MAX_SIZE];int top;} Stack;void initStack(Stack s) {s->top = -1;}int isEmpty(Stack s) {return s->top == -1;}void push(Stack s, Point e) {if (s->top == MAX_SIZE - 1) {return;}s->data[++s->top] = e;}Point pop(Stack s) {if (isEmpty(s)) {Point p = {-1, -1};return p;}return s->data[s->top--];}int isExit(Point p, int m, int n) {return p.x == m - 1 && p.y == n - 1;}int isValid(int x, int y, int m, int n, int maze[][n], int visited[][n]) {return x >= 0 && x < m && y >= 0 && y < n && maze[x][y] == 0&& !visited[x][y];}void findPath(int maze[][n], int m, int n) {Stack s;initStack(&s);Point start = {0, 0};push(&s, start);int visited[m][n];for (int i = 0; i < m; i++) {for (int j = 0; j < n; j++) {visited[i][j] = 0;}}while (!isEmpty(&s)) {Point p = pop(&s);if (isExit(p, m, n)) {printf("找到路径:");while (!isEmpty(&s)) {p = pop(&s);printf("(%d, %d) ", p.x, p.y);}printf("\n");return;}int directions[4][2] = {{1, 0}, {0, 1}, {-1, 0}, {0, -1}}; for (int i = 0; i < 4; i++) {int nx = p.x + directions[i][0];int ny = p.y + directions[i][1];if (isValid(nx, ny, m, n, maze, visited)) {visited[nx][ny] = 1;push(&s, (Point){nx, ny});break;}}}printf("无路可通\n");}int main() {int m, n;printf("请输入迷宫的行数和列数:");scanf("%d %d", &m, &n);int maze[m][n];printf("请输入迷宫的布局(0表示通路,1表示墙壁):\n");for (int i = 0; i < m; i++) {for (int j = 0; j < n; j++) {scanf("%d", &maze[i][j]);}}findPath(maze, m, n);return 0;}```五、实训心得通过本次迷宫实训,我深刻体会到了数据结构在实际问题中的应用价值。
数据结构实验报告迷宫
数据结构实验报告迷宫数据结构实验报告:迷宫引言:迷宫是一种融合了游戏与智力的有趣结构,它可以激发人们的思考能力和解决问题的能力。
在本次数据结构实验中,我们将探索迷宫的构建和求解方法,通过编程实现一个迷宫的生成和解决算法。
一、迷宫的生成算法1.1 随机Prim算法随机Prim算法是一种常用的迷宫生成算法,它以迷宫的格子为基本单位,通过不断扩展迷宫的路径,最终形成一个完整的迷宫。
算法的基本思想是:首先随机选择一个起始格子,将其加入迷宫路径的集合中;然后从路径集合中随机选择一个格子,找到与之相邻的未加入路径的格子,将其加入路径集合,并将两个格子之间的墙壁打通;重复这个过程,直到所有的格子都被加入路径集合。
1.2 递归分割算法递归分割算法是另一种常用的迷宫生成算法,它以迷宫的墙壁为基本单位,通过不断分割墙壁,最终形成一个完整的迷宫。
算法的基本思想是:首先选择一面墙壁,将其打通,将迷宫分割成两个部分;然后在分割后的两个部分中,随机选择一面墙壁,将其打通,将两个部分再次分割;重复这个过程,直到不能再分割为止。
二、迷宫的求解算法2.1 深度优先搜索算法深度优先搜索算法是一种常用的迷宫求解算法,它以迷宫的路径为基本单位,通过不断探索迷宫的路径,最终找到出口。
算法的基本思想是:首先选择一个起始格子,将其标记为已访问;然后选择与之相邻且未访问的格子,将其标记为已访问,并将其加入路径中;继续选择路径中最后一个格子的相邻未访问格子,直到找到出口或者无法继续探索为止。
2.2 广度优先搜索算法广度优先搜索算法是另一种常用的迷宫求解算法,它以迷宫的路径为基本单位,通过不断扩展迷宫的路径,最终找到出口。
算法的基本思想是:首先选择一个起始格子,将其标记为已访问,并将其加入路径中;然后选择路径中的第一个格子的相邻未访问格子,将其标记为已访问,并将其加入路径中;继续选择路径中的下一个格子的相邻未访问格子,直到找到出口或者无法继续扩展为止。
数据结构课程设计_迷宫求解
迷宫求解一.问题描述对迷宫问题的求解过程实际就是从入口开始,一步一步地走到出口的过程。
基本要求:输入一个任意大小的迷宫数据,用递归和非递归两种方法求出一条走出迷宫的路径,并将路径输出。
二.设计思路在本程序中用两种方法求解迷宫问题-非递归算法和递归算法。
对于非递归算法采用回溯的思想,即从入口出发,按某一方向向前探索,若能走通,并且未走过,则说明某处可以到达,即能到达新点,否则试探下一方向;若所有的方向均没有通路,或无路可走又返回到入口点。
在求解过程中,为了保证在到达某一点后不能向前继续行走(无路)时,能正确返回前一点以便继续从下一个方向向前试探,则需要用一个栈保存所能到达的没一点的下标与该点前进的方向,然后通过对各个点的进出栈操作来求得迷宫通路。
对于递归算法,在当前位置按照一定的策略寻找下个位置,在下个位置又按照相同的策略寻找下下个位置…;直到当前位置就是出口点,每一步的走法都是这样的。
随着一步一步的移动,求解的规模不断减小;如果起始位置是出口,说明路径找到,算法结束,如果起始位置的四个方向都走不通,说明迷宫没有路径,算法也结束。
另外,为了保证迷宫的每个点都有四个方向可以试探,简化求解过程,将迷宫四周的值全部设为1,因此将m行n列的迷宫扩建为m+2行,n+2列,同时用数组来保存迷宫阵列。
三.数据结构设计在迷宫阵列中每个点都有四个方向可以试探,假设当前点的坐标(x,y),与其相邻的四个点的坐标都可根据该点的相邻方位而得到,为了简化问题,方便求出新点的坐标,将从正东开始沿顺时针进行的这四个方向的坐标增量放在一个结构数组move[4]中,每个元素有两个域组成,其中x为横坐标增量,y为纵坐标增量,定义如下:typedef struct{int x,y;}item;为到达了某点而无路可走时需返回前一点,再从前一点开始向下一个方向继续试探。
因此,还要将从前一点到本点的方向压入栈中。
栈中的元素由行、列、方向组成,定义如下:typedef struct{int x,y,d;}DataType;由于在非递归算法求解迷宫的过程中用到栈,所以需定义栈的类型,本程序中用的是顺序栈,类型定义如下;typedef struct{DataType data[MAXSIZE];int top;}SeqStack, *PSeqStack;四.功能函数设计(1)函数PSeqStack Init_SeqStack()此函数实现对栈的初始化工作。
数据结构课程设计之迷宫游戏
数据结构课程设计之迷宫游戏##大学数据结构课程设计报告题目: 走迷宫游戏院(系): 计算机工程学院学生姓名:班级: 学号:起迄日期: 2011-6-21 至 2011-6-30 指导教师:2010—2011年度第 2 学期一、需求分析1 问题描述走迷宫游戏程序开始运行时显示一个迷宫地图,迷宫中央有一只老鼠,迷宫的右下方有一个粮仓。
游戏的任务是使用键盘上的方向键操纵老鼠在规定的时间内走到粮仓处。
2 基本功能1) 老鼠形象可辨认,可用键盘操纵老鼠上下左右移动;2) 迷宫的墙足够结实,老鼠不能穿墙而过;3) 正确检测结果,若老鼠在规定时间内走到粮仓处,提示成功,否则提示失败;4) 添加编辑迷宫功能,可修改当前迷宫,修改内容:墙变路、路变墙;5) 找出走出迷宫的所有路径,以及最短路径。
利用序列化功能实现迷宫地图文件的存盘和读出等功能 3 输入输出输入为字符型:1, 2, 3 分别实现功能选择w(上),s(下),a(左),d(右)控制迷宫的走向y表示确定 n表示否定二、概要设计1. 设计思路:实现走迷宫game()对迷宫地图进行修改实现自动搜路change()Mathpath()对搜寻的路径进行输对修改的地图数组进行保存出edit()print()对修改的地图进行保存savemap()2.数据结构设计:采用的是栈来存储数据,进栈实际是在栈中插入三元组,出栈则只数组的个数进行操作抽象数据类型线性表的定义如下:ADT SqStack{数据对象:D={a| a ?SElemType,i=1,2,3……,n,n?0} ii数据关系:R1={<a,a>| a,a ?D,i=1,2,3,……,n} i-1ii-1i基本操作:SqStack *InitStack()操作结果:创建一个空栈void Push(SqStack *S,SElemType data)初始条件:栈S已存在操作结果:插入一个元素,并且使数据个数加一(top++)void Pop(SqStack *S)初始条件:栈S已存在。
