迷宫求解

实验五迷宫求解题目：输入一个任意大小的迷宫数据，用非递归的方法求出一条走出迷宫的路径，并将路径输出班级：0411003 姓名：赵蕊学号：2010211864一、问题分析和任务定义1、本实验中演示中，用数组构造一个迷宫，0表示可以通过，1代表不可以通过，由于计算机迷宫求解时通常用的是“穷举求解”的方法，即从入口出发，顺某一方向向前探索，若能走通，则继续往前走；否则沿原路退回，换一个方向再继续探索，直至所有可能的通路都探索到为止。

为了保证任何位置上都能沿原路退回，用“栈”的结构来保存从入口到当前位置的路径。

2、演示程序以用户和计算机的对话方式执行，即在计算机显示每一步的迷宫走法，然后显示最终的迷宫走法；3、程序执行的命令包括：（1）入栈操作；（2）出栈操作；（3）获取栈顶元素；（4）判断栈是否为空；（5）寻找一条走出迷宫的路径；（6）倒序输出走出迷宫的路径；（7）结束。

4、构造的迷宫int maze[10][10] ={ {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},{0,1,1,0,1,1,1,1,1,1},{0,0,1,1,0,0,0,0,0,1},{0,0,0,1,0,1,1,1,0,1},{0,1,0,0,0,0,1,1,0,0},{0,0,1,0,0,1,1,1,0,1},{0,1,1,0,1,1,0,0,0,1},{0,1,1,0,0,0,1,1,1,1},{0,1,0,1,1,0,1,0,0,0},{0,0,0,0,0,0,0,0,1,0}};二、概要设计为实现上述程序功能，用栈保存每一步路径，通过进栈出栈实现前进后退。

1、栈的抽象数据类型定义为：ADT stack{数据对象：D={a i| a i∈elemset，i=0,1，2，…，n，n≥0}数据关系：R={< a i-1, a i >| a i-1, a i∈D,i=1,2，…，n}约定a n 为栈顶a 1为栈底。

基本操作：ADT stack ｛Initstack （&s ）操作结果：构造一个空栈。

Push （&s,e ）初始条件：栈s 已存在。

操作结果：用e 返回s 的栈顶元素。

Gettop （s ，&e ）初始条件：栈s 已经存在且非空。

操作结果：用e 返回s 的栈顶元素。

Pop （&s ，&e ）初始条件：栈s 已经存在且非空。

操作结果：删除s 的栈顶元素，并用e 返回其值。

} ADT stack2、本程序包含五个模块：（1）主程序模块：int main(){处理命令；退出（return 0）；}（2）创建一个栈——用于存储走过的节点；（3）入栈操作——记录走过的路径；（4）出栈操作——如果走不通则顺着走过的路径倒回去；（5）获取栈顶元素——记录每次走的当前位置；（5）寻找一条走出迷宫的路径——通过入栈出栈实现路径查找；（6）判断栈是否为空——看栈中是否有元素可以判断有无路径；（7）倒序输出走出迷宫的路径——通过输出栈中元素显示路径，并释放栈；（8）结束。

各模块之间的调用关系如下+or -主程序模块 倒序输出走出迷宫的路径 结束 寻找一条走出迷宫的路径 入栈操作 出栈操作获取栈顶元素 判断栈是否为空创建一个栈三、详细设计1.定义头文件#include <stdio.h>#include <stdlib.h>2.定义一个栈struct piont{int row;int col;}stack[512];3.入栈、出栈操作int top = -1; //栈顶指针void stack_push(struct piont p) //入栈操作{stack[++top] = p;}struct piont stack_pop()//出栈操作{return stack[top--];}4.获取栈顶元素struct piont get_top()///获取栈顶元素{return stack[top];}5.判断栈是否为空int is_empty()//判断栈是否为空{if (top == -1)return 1;elsereturn 0;}6.输出迷宫void print_maze()//输出迷宫{ int i,j;for (i = 0; i < ROW; i++){for (j = 0; j < COL; j++)printf("%3d",maze[i][j]);printf("\n");}7. 寻找一条走出迷宫的路径void xunlu_maze()//寻找一条走出迷宫的路径{struct piont p = {0, 0};//入口节点struct piont q ;maze[p.row][p.col] = 2; //走过的节点改为2stack_push(p); //首节点入栈while ((p.row != ROW-1 || p.col != COL-1) && !is_empty()) {q = get_top();if (q.row-1 >= 0 && maze[q.row-1][q.col] == 0) //往上走{maze[q.row-1][q.col] = 2;p.row = q.row -1;p.col = q.col;stack_push(p);}else if (q.col+1 < COL && maze[q.row][q.col+1] == 0) //往右走{maze[q.row][q.col+1] = 2;p.row = q.row;p.col = q.col+1;stack_push(p);}else if (q.row+1 < ROW && maze[q.row+1][q.col] == 0) //往下走{maze[q.row+1][q.col] = 2;p.row = q.row+1;p.col = q.col;stack_push(p);}else if (q.col-1 >= 0 && maze[q.row][q.col-1] == 0) //往左{ maze[q.row][q.col-1] = 2;p.row = q.row;p.col = q.col-1;stack_push(p);}Elsestack_pop();//遇到死路，栈顶元素出栈print_maze();//每走过一步，打印一次迷宫，观察迷宫变化}}8. 倒序输出走出迷宫的路径void print_stack()//倒序输出走出迷宫的路径{struct piont p;if (is_empty()){ printf("No path\n");exit(1);}else{while (!is_empty()){printf("(%d,%d)\n",p.row,p.col);stack_pop();p = get_top();}}}9.主函数int main(int argc, char **argv){print_maze();xunlu_maze();print_stack();return 0;}四、调试分析由于本实验的迷宫是由数组自己构造的，存在一定的局限性，用穷举法，运算比较复杂，对一些很大的迷宫需要运算很久，但是本实验也可以直接掌握迷宫求解的规律和方法，通过此方法也可求出其他迷宫。

而且在调试出来结果栈顶元素应该是（9，9）而运行出来是很大的数字，百思不得其解。

五、运行结果源代码：#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define ROW 10#define COL 10//初始化一个迷宫int maze[ROW][COL] = {{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},{0,1,1,0,1,1,1,1,1,1},{0,0,1,1,0,0,0,0,0,1},{0,0,0,1,0,1,1,1,0,1},{0,1,0,0,0,0,1,1,0,0},{0,0,1,0,1,1,1,1,0,1},{0,1,1,0,1,1,0,0,0,1},{0,1,1,0,0,0,1,1,1,1},{0,1,0,1,1,0,1,0,0,0},{0,0,0,0,0,0,0,0,1,0},};//定义一个栈，用于存储走过的节点struct piont{int row;int col;}stack[512];int top = -1; //栈顶指针void stack_push(struct piont p) //入栈操作{stack[++top] = p;}struct piont stack_pop()//出栈操作{return stack[top--];}struct piont get_top()///获取栈顶元素{return stack[top];}int is_empty()//判断栈是否为空{if (top == -1)return 1;elsereturn 0;}void print_maze()//输出迷宫{int i,j;for (i = 0; i < ROW; i++){for (j = 0; j < COL; j++)printf("%3d",maze[i][j]);printf("\n");}printf("*****************************\n"); }void print_stack()//倒序输出走出迷宫的路径{struct piont p;if (is_empty()){printf("No path\n");exit(1);}else{while (!is_empty()){printf("(%d,%d)\n",p.row,p.col);stack_pop();p = get_top();}}}void xunlu_maze()//寻找一条走出迷宫的路径{struct piont p = {0, 0};//入口节点struct piont q ;maze[p.row][p.col] = 2; //走过的节点改为2stack_push(p); //首节点入栈while ((p.row != ROW-1 || p.col != COL-1) && !is_empty()){q = get_top();if (q.row-1 >= 0 && maze[q.row-1][q.col] == 0) //往上走{maze[q.row-1][q.col] = 2;p.row = q.row -1;p.col = q.col;stack_push(p);}else if (q.col+1 < COL && maze[q.row][q.col+1] == 0) //往右走{maze[q.row][q.col+1] = 2;p.row = q.row;p.col = q.col+1;stack_push(p);}else if (q.row+1 < ROW && maze[q.row+1][q.col] == 0) //往下走{maze[q.row+1][q.col] = 2;p.row = q.row+1;p.col = q.col;stack_push(p);}else if (q.col-1 >= 0 && maze[q.row][q.col-1] == 0) //往左走{ {maze[q.row][q.col-1] = 2;p.row = q.row;p.col = q.col-1;stack_push(p);}elsestack_pop();//遇到死路，栈顶元素出栈print_maze();//每走过一步，打印一次迷宫，观察迷宫变化}}int main(int argc, char **argv) {print_maze();xunlu_maze();print_stack();return 0;}。