数据结构之迷宫求解实验报告武汉大学

数据结构实验报告——
迷宫求解问题实验
上机环境： DevC++
二、程序设计相关信息
（1）实验题目：迷宫求解问题
问题描述：
实验题3.5 改进3.1.4节中的求解迷宫问题程序，要求输出如图3.14所示的迷宫的所有路径，并求最短路径长度及最短路径。

（2）实验项目组成：
本项目由一个原程序mg.cpp 及mg.exe 文件组成。

（3）实验项目的程序结构： 函数调用关系图：
（4）实验项目包含的函数的功能描述：
mg[M+1][N+1] //构造迷宫二维数组，1表示墙不可走方块，0表示通道
mgpath(int xi,int yi,int xe,int ye)
//求解路径为：（xi,yi ）->（xe,ye ）
//采用顺序栈存储，进栈，回溯，退栈等 0 1 2 3 4 5
1
2
3
4
出入main() main()
struct 结构体 mgpath()路径函数
（5）算法描述：
求解迷宫从入口到出口的所有路径，从入口出发，顺某一个方向向前试探，对于可走的方块都进栈，并将这个可走发方位保存，且top+1，然后试探下一个方块，若下一个方块能走通则继续，否则则回溯到前一个方块，且top-1。

为记录所有的路径调用Path[k]=Stack[k]记录，从次方块向不同方向去试探，已经走过的方块则为不可走方块。

最后比较top值找到一条最短路径并输出。

试探路径过程的算法利用了“广度优先搜索遍历”算法。

流程图：
（6）实验数据：
迷宫数组如下：
int mg[M+1][N+1]={
{1,1,1,1,1,1},{1,0,0,0,1,1},{1,0,1,0,0,1},
{1,0,0,0,1,1},{1,1,0,0,0,1},{1,1,1,1,1,1}};
实验结果：
三、程序代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define M 6
#define N 6
#define Maxsize 100
int mg[M+1][N+1]={
{1,1,1,1,1,1},
{1,0,0,0,1,1},
{1,0,1,0,0,1},
{1,0,0,0,1,1},
{1,1,0,0,0,1},
{1,1,1,1,1,1}
};
struct
{
int i;
int j;
int di;
}Stack[Maxsize],Path[Maxsize]; int top=-1;
int count=1;
int min=Maxsize;
int mgpath()
{
int i,j,di,find,k;
top++;
Stack[top].i=1;
Stack[top].j=1;
Stack[top].di=-1;
mg[1][1]=-1;
printf("迷宫所有路径如下:\n");
while(top>-1)
{
i=Stack[top].i;j=Stack[top].j;di=Stack[top].di;
if(i==M-2&&j==N-2)
{
printf("%4d:",count++);
for(k=0;k<=top;k++)
{
printf("(%d,%d)",Stack[k].i,Stack[k].j);
if((k+1)%5==0)
printf("\n ");
}
printf("\n");
if(top+1<min)
{
for(k=0;k<=top;k++)
Path[k]=Stack[k];
min=top+1;
}
mg[Stack[top].i][Stack[top].j]=0;
top--;
i=Stack[top].i;j=Stack[top].j;di=Stack[top].di;
}
find=0;
while(di<4&&find==0)
{
di++;
switch(di)
{
case 0:i=Stack[top].i-1;j=Stack[top].j;break;
case 1:i=Stack[top].i;j=Stack[top].j+1;break;
case 2:i=Stack[top].i+1;j=Stack[top].j;break;
case 3:i=Stack[top].i;j=Stack[top].j-1;break;
}
if(mg[i][j]==0)find=1;
}
if(find==1)
{
Stack[top].di=di;
top++;
Stack[top].i=i;
Stack[top].j=j;
Stack[top].di=-1;
mg[i][j]=-1;
}
else
{
mg[Stack[top].i][Stack[top].j]=0;
top--;
}
}
printf("\n");
printf("最短路径如下：\n");
printf("路径最短长度：%d\n",min);
printf("最短路径路径：\n");
for(k=0;k<min;k++)
{
printf("(%d,%d)",Path[k].i,Path[k].j);
}
printf("\n\n");
}
int main()
{
mgpath();
system("PAUSE");
return 0;
}。