迷宫与栈问题课程设计报告
数据结构课程设计――迷宫问题课程设计报告
数据结构课程设计――迷宫问题课程设计报告迷宫问题——王欣歆20080564一(需求设计:以一个m*m 的方阵表示迷宫,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,求出一条从入口的通道,或得出没有通路的结论。
二(概要设计:存储结构:采用了数组以及结构体来存储数据,在探索迷宫的过程中用到的栈,属于顺序存储结构。
/*八个方向的数组表示形式*/int move[8][2]={{0,1},{1,1},{1,0},{1,-1},{0,-1},{-1,-1},{-1,0},{-1, 1}};/*用结构体表示位置*/struct position{int x,y;};position stack[m*m+1];基本算法:走迷宫的过程可以模拟为一个搜索的过程:每到一处,总让它按东、东南、南、西南、西、西北、北、东北8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8个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。
每前进或后退一步,都要进行判断:若前进到了出口处,则说明找到了一条通路;若退回到了入口处,则说明不存在通路。
用一个字符类型的二维数组表示迷宫,数组中每个元素取值“0”(表示通路)或“1”(表示墙壁)。
迷宫的入口点在位置(1,1)处,出口点在位置(m,m)处。
设计一个模拟走迷宫的算法,为其寻找一条从入口点到出口点的通路。
二维数组的第0行、第m+1行、第0列、第m+1列元素全置成“1”,表示迷宫的边界;第1行第1列元素和第m行第m列元素置成“0”,表示迷宫的入口和出口;其余元素值用随机函数产生。
假设当前所在位置是(x,y)。
沿某个方向前进一步,它可能到达的位置最多有8个。
如果用二维数组move记录8个方向上行下标增量和列下标增量,则沿第i个方向前进y 一步,可能到达的新位置坐标可利用move数组确定: o x=x+move[i][0]y=y+move[i][1]从迷宫的入口位置开始,沿图示方向顺序依次进行搜索。
栈与迷宫的课程设计
栈与迷宫的课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解栈的数据结构特点及其在实际问题中的应用;2. 使学生掌握使用栈解决迷宫问题的方法,包括迷宫的生成和路径寻找;3. 帮助学生建立栈与递归思想之间的联系,理解递归在解决迷宫问题中的作用。
技能目标:1. 培养学生运用栈解决实际问题的能力,特别是迷宫问题;2. 提高学生编写和调试解决迷宫问题的程序的能力;3. 引导学生通过小组合作,培养团队协作和问题解决技巧。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对计算机科学和编程的兴趣,增强其学习动力;2. 培养学生面对复杂问题时保持耐心、细心的态度,勇于尝试和不断优化的精神;3. 增强学生的自信心,使其相信自己能够通过所学知识解决实际问题。
课程性质分析:本课程为中学信息技术或计算机科学相关课程,适用于有一定编程基础的学生。
通过结合栈与迷宫问题,使学生将理论知识应用于实践,提高解决问题的能力。
学生特点分析:考虑到学生年级和已有知识水平,课程设计将注重理论与实践相结合,逐步引导学生从简单到复杂的问题解决过程。
教学要求:1. 课程应注重启发式教学,引导学生主动探索和发现;2. 教师应关注学生个体差异,提供个性化指导;3. 教学过程中要充分体现学生的主体地位,鼓励学生积极参与讨论和分享。
二、教学内容1. 栈的基本概念与操作:回顾栈的定义、特点,掌握栈的出栈、入栈、栈空、栈满等基本操作。
相关教材章节:第二章 数据结构 第二节 栈与队列2. 迷宫问题分析:介绍迷宫问题的背景,分析问题解决的步骤,包括迷宫的表示、路径寻找等。
相关教材章节:第四章 算法应用 第三节 迷宫问题3. 栈在迷宫问题中的应用:讲解如何利用栈存储路径信息,解决迷宫问题。
相关教材章节:第四章 算法应用 第四节 栈与迷宫4. 递归思想与迷宫问题:介绍递归思想在解决迷宫问题中的应用,使学生理解递归的本质。
相关教材章节:第五章 递归算法 第二节 递归迷宫问题5. 编程实践:结合所学知识,编写解决迷宫问题的程序,进行调试和优化。
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。
迷宫与栈问题课程设计报告
二、课程设计内容(含技术指标)【问题描述】以一个mXn的长方阵表示迷宫,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。
【任务要求】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,输出一条通路为:(1,1,1),(1,2,2),(2,2,2),(3,2,3),(3,1,2),…。
编写递归形式的算法,求得迷宫中所有可能的通路。
以方阵形式输出迷宫及其通路。
【测试数据】迷宫的测试数据如下:左上角(0,1)为入口,右下角(8,9)为出口。
出口出口四、基本要求1.在设计时,要严格按照题意要求独立进行设计,不能随意更改。
若确因条件所限,必须要改变课题要求时,应在征得指导教师同意的前提下进行。
2.在设计完成后,应当场运行和答辩,由指导教师验收,只有在验收合格后才能算设计部分的结束。
3.设计结束后要写出课程设计报告,以作为整个课程设计评分的书面依据和存档材料。
设计报告以规定格式的电子文档书写、打印并装订,报告格式严格按照模板要求撰写,排版及图、表要清楚、工整。
从总体来说,所设计的程序应该全部符合要求,问题模型、求解算法以及存储结构清晰;具有友好、清晰的界面;设计要包括所需要的辅助程序,如必要的数据输入、输出、显示和错误检测功能;操作使用要简便;程序的整体结构及局部结构要合理;设计报告要符合规范。
课程负责人签名:2011年7月1日迷宫与栈问题摘要数据结构是研究与数据之间的关系,是互相之间一种或多种特定关系的数据元素的集合,我们称这一关系为数据的逻辑结构。
数据结构在计算机的表示(又称映像)称为数据的物理结构,又称存储结构。
本次课程设计是迷宫求解问题,主要是模拟从入口到出口的通路。
程序中的数据采取的是“栈”作为数据的逻辑结构,并且使用链式存储结构,即是实现一个以链表作存储结构的栈类型。
c课程设计报告迷宫
c 课程设计报告迷宫一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握迷宫问题的基本概念、算法和编程技巧。
通过本课程的学习,学生应能理解迷宫问题的数学模型,掌握常用的迷宫算法,并能够运用编程语言实现迷宫的求解。
此外,学生还应培养解决问题的能力和创新思维,提高对计算机科学和编程的兴趣。
具体来说,知识目标包括:1.了解迷宫问题的背景和应用场景。
2.掌握迷宫问题的数学模型和基本概念。
3.熟悉常用的迷宫算法及其特点。
4.理解编程语言在解决迷宫问题中的应用。
技能目标包括:1.能够运用迷宫算法求解简单迷宫问题。
2.能够运用编程语言实现迷宫算法的求解。
3.能够对迷宫算法进行优化和改进。
情感态度价值观目标包括:1.培养学生对计算机科学和编程的兴趣。
2.培养学生解决问题的能力和创新思维。
3.培养学生的团队合作意识和沟通能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括迷宫问题的基本概念、算法和编程技巧。
具体内容包括:1.迷宫问题的背景和应用场景。
2.迷宫问题的数学模型和基本概念。
3.常用的迷宫算法及其特点。
4.编程语言在解决迷宫问题中的应用。
教学大纲安排如下:第一课时:介绍迷宫问题的背景和应用场景,引入迷宫问题的数学模型和基本概念。
第二课时:介绍常用的迷宫算法及其特点,引导学生理解编程语言在解决迷宫问题中的应用。
第三课时:通过案例分析,让学生运用迷宫算法求解简单迷宫问题,培养学生的编程能力。
第四课时:引导学生对迷宫算法进行优化和改进,提高学生的解决问题的能力。
第五课时:进行课程总结和回顾,让学生展示自己的迷宫求解成果,进行交流和评价。
三、教学方法本课程的教学方法采用讲授法、讨论法和实验法相结合的方式。
通过讲授法,向学生传授迷宫问题的基本概念、算法和编程技巧;通过讨论法,引导学生进行思考和交流,培养学生的创新思维;通过实验法,让学生动手实践,培养学生的编程能力和解决问题的能力。
在教学过程中,教师应根据学生的实际情况,灵活运用不同的教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性。
迷宫课程设计报告
目录引言 (1)一.设计目的 (2)二.问题描述 (2)三.需求分析 (3)四.设计 (3)五.测试分析 (5)六.完整代码 (10)七.设计体会与小结 (17)八、成绩: (17)引言数据结构的学习过程,是进行复杂程序设计的训练过程,是算法构造性思维方法的训练过程,技能培养的过程不亚于知识传授。
数据结构课程教学的重要内容和主要难点在于让我们理解、习惯算法构造性思维方法。
培养我们的数据抽象能力、算法设计能力以及创造性思维方法,才能够举一反三、触类旁通,从而达到应用知识解决复杂问题的目的。
数据结构作为专业基础课程,可以对去年学习的c语言知识进行总结提高,为后续专业基础课程提供基础,它承上启下,贯通始终,是计算机科学与技术人才素质框架中的脊梁,对我们能力的培养至关重要。
通过对数据结构的学习,我们能够以问题求解方法、程序设计方法及一些典型的数据结构算法为对象,学会分析数据对象特征,掌握数理算法,初步掌握算法的时间、空间复杂分析基础,培养良好的程序设计风格以及进行复杂程序设计的技能。
一.设计目的这次课程设计,我们的题目是迷宫求解。
迷宫求解是数据结构中的经典问题,我期望达到的目的有以下4个。
1.巩固书本知识,对书上的知识能更透彻的了解.通过自己设计程序积累调试数据结构的经验,培养我们的编程能力。
巩固我们所学的数据结构知识,消化课堂所讲解的内容。
也是对所学知识的整理,将原来在我们脑中比较混乱的课程设计重新梳理。
2.通过课程设计能更好的掌握迷宫求解中的设计思路,为以后灵活运用奠定基础。
3.能够独立的完成简单程序的设计以及完成一份较为满意的程序设计报告。
4.通过课程设计达到增强巩固数据结构知识的目的,使知识全面化、系统化。
二.问题描述迷宫问题来源于古希腊的神话,而后被人们演化为一个游戏。
以一个N*M的方正表示迷宫,0、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的通道,或者的出没有通路的结论。
迷宫求解课程设计报告
迷宫求解课程设计报告一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握迷宫问题的基础知识,理解迷宫的构成元素及求解方法。
2. 培养学生运用数据结构表示迷宫,了解并运用深度优先搜索、广度优先搜索等算法解决迷宫问题。
技能目标:1. 培养学生运用计算机编程语言实现迷宫求解算法,提高编程能力。
2. 培养学生通过分析迷宫问题,设计合理的解决方案,并运用算法进行求解。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对计算机科学产生兴趣,增强学习积极性。
2. 培养学生面对问题勇于挑战、积极思考的良好品质。
3. 培养学生团队合作意识,学会在团队中分工合作,共同解决问题。
课程性质分析:本课程为计算机科学相关课程,以迷宫问题为载体,教授数据结构、算法等知识。
课程注重理论与实践相结合,强调学生的动手实践能力。
学生特点分析:本课程面向的学生为初中年级学生,他们具备一定的计算机操作基础,对新鲜事物充满好奇,但可能对复杂算法的理解和运用存在一定难度。
教学要求:1. 教师应注重理论与实践相结合,通过实例讲解,使学生更容易理解和掌握知识。
2. 教学过程中,注重启发式教学,引导学生主动思考,培养学生的创新意识。
3. 针对不同学生的特点,因材施教,使学生在掌握基本知识的基础上,提高自身能力。
二、教学内容根据课程目标,教学内容分为以下三个部分:1. 迷宫基础知识- 迷宫的构成元素与类型- 迷宫问题的数学模型2. 迷宫求解算法- 数据结构:图、队列、栈- 深度优先搜索算法- 广度优先搜索算法- 最短路径算法:Dijkstra算法、A*算法3. 编程实践- 编程语言:Python、C++等- 迷宫求解算法的实现- 迷宫求解算法的优化教学大纲安排如下:第一周:- 迷宫基础知识学习- 数据结构图、队列、栈的介绍第二周:- 深度优先搜索算法与广度优先搜索算法讲解- 课堂练习:运用算法解决迷宫问题第三周:- 最短路径算法Dijkstra算法、A*算法讲解- 编程实践:实现迷宫求解算法第四周:- 编程实践:优化迷宫求解算法- 学生作品展示与评价教材章节关联:本教学内容与教材中“图与搜索算法”章节相关,涉及到的知识点包括图的基本概念、搜索算法及其应用。
迷宫问题 课程设计报告
目录目录 (1)第一章设计目的和意义 (2)1.1目的 (2)1.2意义 (2)第二章设计内容 (3)2.1问题描述和需求分析 (3)2.2 数据结构设计 (3)2.2.1 数据结构设计考虑 (3)2.2.2. 逻辑结构存储结构 (3)2.3算法设计 (4)2.3.1 程序的模块 (4)第三章详细设计 (5)3.1栈的顺序存储实现 (5)3.2栈的基本操作的算法实现 (5)第四章迷宫求解调试及运行结果 (8)第五章心得体会 (10)第六章参考文献 (11)致谢 (12)附录 (12)源程序 (12)第一章设计目的和意义1.1 目的这次课程设计,我们的题目是迷宫求解。
迷宫求解是数据结构中的经典问题,我期望达到的目的有四个:1) 巩固书本知识,对书上的知识能更透彻地了解。
通过自己设计程序积累调试数据结构的经验,培养我们的编程能力。
巩固我们所学的数据结构知识,消化课堂所讲解的内容。
也是对所学知识的一次整理,将原本在我们脑中比较混乱的课程设计重新梳理。
2) 通过课程设计能够更好的掌握迷宫求解中的设计思路为以后灵活运用奠定基础。
3) 能够独立的完成简单程序的设计以及完成一份较为满意的程序设计报告4) 通过课程设计,达到增强巩固数据结构知识的目的,使知识全面化,系统化。
1.2 意义数据结构课程设计是学习数据结构课程的一个重要环节。
能巩固和加深课堂教学内容,提高学生实际工作能力,培养科学作风,为学习后续课程和今后的系统开发奠定基础。
通过课程设计,使学生熟练掌握数据结构课程中所学的理论知识,并实际应用,通过综合运用数据结构的基本知识来解决实际问题,加强学生分析和解决问题的能力。
课程设计比教学实验更复杂一些,深度更广并更加接近实际应用。
通过课程设计的综合训练,培养我们学生实际分析问题、编程和动手能力,最终帮助我们学生系统把握课程的主要内容,更好地完成教学任务。
第二章设计内容2.1 问题描述和需求分析首先,在计算机中可以用方块图表示迷宫。
迷宫课程设计报告总结
迷宫课程设计报告总结一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握迷宫问题的基本概念,包括迷宫的构成、路径的定义等。
2. 学生能够运用所学知识,分析并解决迷宫问题,找到从入口到出口的有效路径。
3. 学生能够理解并运用图论中的基本概念,如顶点、边、连通性等,对迷宫问题进行建模。
技能目标:1. 学生能够运用逻辑思维和问题解决策略,设计并实现迷宫的解决方案。
2. 学生通过小组合作,学会沟通、协作,共同解决复杂问题。
3. 学生能够运用计算机编程或其他工具,实现迷宫问题的自动化求解。
情感态度价值观目标:1. 学生在探索迷宫问题的过程中,培养对数学和逻辑思维的兴趣,增强自信心。
2. 学生通过解决迷宫问题,认识到团队合作的重要性,培养团队精神。
3. 学生能够体会到解决问题带来的成就感,激发对未知领域的好奇心和求知欲。
本课程针对五年级学生,结合教材内容,充分考虑学生的认知水平、兴趣和实际需求。
课程注重培养学生的逻辑思维、问题解决能力和团队协作精神,旨在让学生在轻松愉快的氛围中学习知识,提高实践操作能力,同时培养积极的情感态度和价值观。
通过本课程的学习,学生将能够更好地应对迷宫问题,并为后续相关课程的学习打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 迷宫基本概念:迷宫的构成、路径的定义、死胡同和循环路径等。
- 教材章节:第三章“图与路径”第一节“迷宫的基本概念”2. 图论基础知识:顶点、边、连通图、有向图等。
- 教材章节:第三章“图与路径”第二节“图的基本概念”3. 迷宫问题解决策略:深度优先搜索、广度优先搜索、启发式搜索等。
- 教材章节:第三章“图与路径”第三节“迷宫的搜索策略”4. 迷宫问题编程实践:运用计算机编程实现迷宫求解。
- 教材章节:第四章“计算机编程与应用”第一节“编程基础”5. 团队合作与沟通:分组讨论、协作解决迷宫问题,提高团队协作能力。
- 教材章节:第二章“问题解决与团队协作”第二节“团队合作的方法与技巧”教学内容按照以上五个方面进行组织,确保学生在掌握基本概念和知识的基础上,学会运用合适的策略解决迷宫问题,并通过编程实践加深对所学知识的理解。
数据结构 迷宫问题 课程设计报告格式
数据结构C++课程设计一、设计题目综合实验九迷宫问题一、实验目的:(1)熟练掌握链栈的基本操作及应用。
(2)利用链表作为栈的存储结构,设计实现一个求解迷宫的非递归程序。
二、实验内容:【问题描述】以一个m×n的长方阵表示迷宫,0和1分别表示迷宫中的通路和障碍。
设计一个程序,对信任意设定的迷宫,求出一条从入口到出口的通路,或得出没有通路的结论。
【基本要求】首先实现一个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(8,9)为出口。
12345678001000100010001000001101011100100001000001000101011110011100010111000000【实现提示】计算机解迷宫通常用的是“穷举求解”方法,即从入口出发,顺着某一个方向进行探索,若能走通,则继续往前进;否则沿着原路退回,换一个方向继续探索,直至出口位置,求得一条通路。
假如所有可能的通路都探索到则未能到达出口,则所设定的迷宫没有通解。
可以二维数组存储迷宫数据,通常设定入口点的下标为(1,1),出口点的下标为(n,n)。
为处理方便起见,可以迷宫的四周加一圈障碍。
对于迷宫任一位置,均可约定有东、南、西、北四个方向可通。
【选作内容】(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。
二、小组成员分工说明基本上是各自独立完成。
三、需求分析1)运行环境(软、硬件环境)Windows XP环境下、Microsoft visual C++6.0版、512M内存、80G硬盘容量2)输入的形式和输入值的范围int**GetMaze(int&m,int&n){int**maze;//定义二维指针存取迷宫int i=0,j=0;cout<<"请输入迷宫的长和宽:";int a,b;cin>>a>>b;//输入迷宫的长和宽cout<<"请输入迷宫内容:\n";m=a;n=b;//m,n分别代表迷宫的行数和列数maze=new int*[m+2];//申请长度等于行数加2的二级指针for(i=0;i<m+2;i++)//申请每个二维指针的空间{maze[i]=new int[n+2];}for(i=1;i<=m;i++)//输入迷宫的内容,1代表可通,0代表不通for(j=1;j<=n;j++)cin>>maze[i][j];for(i=0;i<m+2;i++)maze[i][0]=maze[i][n+1]=1;for(i=0;i<n+2;i++)maze[0][i]=maze[m+1][i]=1;return maze;//返回存贮迷宫的二维指针maze};以二维数组的形式,,一行一行的输入,定义二维指针来存储输入的二维数组,这样就能灵活的自定义数组范围。
迷宫课程设计报告
迷宫课程设计报告西安郵電大學数据结构课程设计报告题目:迷宫问题院系名称:计算机学院专业名称:软件工程班级:1101学生姓名:武妍娜学号(8位):04113027指导教师:李培设计起止时间:2012年12月3日~2012年12月14日一. 设计目的1.熟悉C语言程序的编辑、编译链接和运行的过程,能够熟练地编辑、编译及调试程序。
2.掌握文件和文件指针的概念以及文件的定义方法,学会熟练使用文件打开、关闭、读、写等基本操作。
3.熟练掌握结构体、链表、指针的使用,及函数间的调用。
4.能够熟练运用所学栈的相关知识及操作,顺利完成题目的要求。
二. 设计内容迷宫是实验心理学中一个古典问题。
用计算机解迷宫路径的程序,就是仿照人走迷宫。
计算机解迷宫时,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。
1.功能与数据需求迷宫求解问题描述:以一个M×N的矩阵表示迷宫,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 题目要求的功能(1)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。
求得的通路以二元组(i,j)的形式输出,其中:(i,j)指迷宫中对应的坐标。
(2)测试数据:①左上角(1,1)为入口,右下角(9,8)为出口。
②左上角(1,1)为入口,右上角(1,8)为出口。
(3)如下图所示:1.2 扩展功能(1)编写非递归形式的算法,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2.界面需求(1)在菜单中选择要执行的操作(2)输出方阵迷宫(3)用户自己输入迷宫起始位置(4)输出所走的迷宫路径(5)输出方阵路径,并保存到文件中3.开发环境与运行需求Microsoft Visual C++6.0Ubuntu三.概要设计1.功能模块图;本程序包含三个模块主模块(1)主程序模块:void main () {初始化; do {接受命令; 处理命令;}while (命令!=“退出”);}(2)栈模块——实现栈抽象数据类型 (3)迷宫模块——实现迷宫抽象数据类型2.各个模块详细的功能描述。
《数据结构》上机实验报告—利用栈实现迷宫求解
《数据结构》上机实验报告—利用栈实现迷宫求解实验目的:掌握栈的基本操作和迷宫求解的算法,并能够利用栈实现迷宫求解。
实验原理:迷宫求解是一个常见的路径问题,其中最常见的方法之一是采用栈来实现。
栈是一种先进后出的数据结构,适用于这种类型的问题。
实验步骤:1.创建一个迷宫对象,并初始化迷宫地图。
2.创建一个栈对象,用于存储待探索的路径。
3.将起点入栈。
4.循环执行以下步骤,直到找到一个通向终点的路径或栈为空:a)将栈顶元素出栈,并标记为已访问。
b)检查当前位置是否为终点,若是则路径已找到,结束。
c)检查当前位置的上、下、左、右四个方向的相邻位置,若未访问过且可以通行,则将其入栈。
5.若栈为空,则迷宫中不存在通向终点的路径。
实验结果:经过多次实验,发现利用栈实现迷宫求解的算法能够较快地找到一条通向终点的路径。
在实验中,迷宫的地图可通过一个二维数组表示,其中0表示可通行的路径,1表示墙壁。
实验结果显示,该算法能够正确地找出所有可行的路径,并找到最短路径。
实验结果还显示,该算法对于大型迷宫来说,解决速度相对较慢。
实验总结:通过本次实验,我掌握了利用栈实现迷宫求解的算法。
栈作为一种先进后出的数据结构,非常适合解决一些路径的问题。
通过实现迷宫求解算法,我深入了解了栈的基本操作,并学会运用栈来解决实际问题。
此外,我还了解到迷宫求解是一个复杂度较高的问题,对于大型迷宫来说,解决时间较长。
因此,在实际应用中需要权衡算法的速度和性能。
在今后的学习中,我将进一步加深对栈的理解,并掌握其他数据结构和算法。
我还将学习更多的路径算法,以便更好地解决迷宫类问题。
掌握这些知识将有助于我解决更加复杂的问题,并提升编程能力。
迷宫问题课程设计报告
目录第一章:设计问题描述与分析 (1)1.1.课程设计内容 (1)1.2. 问题分析 (1)1.3.功能实现 (2)1.4.运行环境 (3)第二章:算法设计与流程图 (4)2.1.主函数的流程图 (4)2.2.概要设计 (5)2.4详细设计 (6)2.4.1. 节点类型和指针类型 (6)2.4.2.迷宫的操作 (6)(1)生成迷宫 (6)(2)打印迷宫矩阵与字符图形 (7)(3)迷宫求解路由求解操作 (7)(4)打印迷宫通路坐标 (8)(5)输出迷宫通路的字符图形 (8)2.4.3. 主函数 (9)第三章:调试分析 (10)第四章:使用说明 (11)第五章:测试结果 (12)附录1 (19)附录2 (19)第一章:设计问题描述与分析1.1.课程设计内容:该系统是由C 语言编写的生成一个N×M(N行M列)的迷宫,完成迷宫的组织和存储,并实现迷宫路由算法。
基本要求1、 N和M是用户可配置的,缺省值为50和50。
2、迷宫的入口和出口分别在左上角和右下角。
提示:(1)可以使用二维数组maze[M+2][N+2]表示迷宫,其中M,N为迷宫的行、列数,当元素值为0时表示该点是通路,当元素值为1时表示该点是墙。
老鼠在每一点都有4种方向可以走,可以用数组move[4]来表示每一个方向上的横纵坐标的偏移量,可用另一个二维数组mark[M+2][N+2]记录节点的访问情况。
(2)可以选用深度优先算法或广度优先算法实行,迷宫可由自动或手动生成。
测试用例应该包含有解迷宫和无解迷宫。
1.2. 问题分析本程序要求实现迷宫问题的相关操作,包括迷宫的组织和存储,并实现迷宫路由算法(即查找迷宫路径)。
程序所能达到的:具体包括迷宫的建立,迷宫的存储(迷宫由自动生成或手动生成),迷宫中路径的查找迷宫是一个矩形区域,迷宫存在一个入口和一个出口,其内部包含了不能穿越的墙或者障碍。
迷宫的建立即是建立这样一个迷宫矩阵,用于存储迷宫信息,包括可穿越的路和不可穿越的墙或者障碍,分别用0表示通路,1表示障碍。
迷宫问题课程设计报告
课程设计报告课程名称:计算机技术基础系部:电气与信息工程学院专业班级:学号:学生姓名:指导教师:完成时间:2009.10.14报告成绩:迷宫通路问题一.设计要求通过游戏程序设计,提高编程兴趣与编程思路,巩固C语言中所学的知识,合理的运用资料,实现理论与实际相结合。
(1).收集资料,分析课题,分解问题,形成总体设计思路;(2).深入分析各个小问题,列出大纲,编写各部分程序模块;(3).对于设计中用到的关键函数,要学会通过查资料,弄懂其用法,要联系问题进行具体介绍;(4).上机调试,查错,逐步分析不能正常运行的原因,确保所设计的程序正确,并且能正常运行;(5).完成课程设计报告,并进行答辩。
二.设计目的通过游戏程序的设计训练和提高学生的基本技能,掌握字符串的表示方法和字符串函数的功能、Turbo C图形操作的基本知识、键盘上特殊键的获取以及图形方式下光标的显示,提高编程兴趣与编程水平,学会如何正确的书写程序设计说明文档,提高运用C语言解决实际问题的能力,巩固C语言语法规则的理解和掌握,学会通过源程序写出流程图,提高自学以及查阅资料的能力。
三.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。
四、需析求分?1、以二维数组migong[M][N]表示迷宫,其中migong[0][j]和migong[i][0](0<=j,i<=N)为添加的一圈障碍。
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。
2、迷宫数据由程序提供,用户只需要进行选择迷宫就行。
迷宫的入口和出口由程序提供。
3、若设定的迷宫存在通路,则以长方形矩阵的形式将迷宫及其通路输出到标准终端上,其中“0”表示障碍,“2”表示通过的路径,“3”表示死胡同,没有显示的区域表示没有到达过的地方。
4、本程序只求出一条成功的通路。
迷宫求解与栈课程设计
迷宫求解与栈课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解栈的基本概念,掌握栈的特点及其在算法中的应用。
2. 学生能掌握利用栈求解迷宫问题的方法,理解其原理和步骤。
3. 学生能描述并比较不同的迷宫求解算法,了解其优缺点。
技能目标:1. 学生能够运用栈结构设计并实现简单的迷宫求解程序。
2. 学生能够通过编写代码,锻炼问题分析、逻辑思维和编程能力。
3. 学生能够通过小组合作,提高团队协作和沟通能力。
情感态度价值观目标:1. 学生对计算机科学产生兴趣,培养探究精神和创新意识。
2. 学生在学习过程中,培养克服困难的勇气和自信,增强解决问题的决心。
3. 学生通过小组合作,学会尊重他人意见,培养合作精神,提高人际交往能力。
课程性质:本课程为信息技术与学科整合的实践课程,旨在通过迷宫求解问题,让学生掌握栈的应用,培养编程思维和团队协作能力。
学生特点:学生为初中年级,具有一定的计算机基础和编程兴趣,好奇心强,喜欢动手实践。
教学要求:课程要求以学生为主体,注重实践操作,关注学生个体差异,鼓励学生积极参与,充分调动学生的主观能动性。
在教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容本课程依据课程目标,结合教材第四章“数据结构”相关内容,组织以下教学大纲:1. 栈的基本概念与原理- 栈的定义、特点和应用场景- 栈的顺序存储结构及其操作- 栈的链式存储结构及其操作2. 迷宫求解问题分析- 迷宫问题的定义和求解方法- 栈在迷宫求解中的应用原理3. 迷宫求解算法实现- 算法步骤及流程图设计- 代码编写与调试- 迷宫求解算法优化4. 算法比较与分析- 不同迷宫求解算法的优缺点对比- 效率分析及适用场景5. 实践操作与小组合作- 设计并实现迷宫求解程序- 小组讨论、协作与成果展示教学内容安排与进度:第1课时:栈的基本概念与原理第2课时:迷宫求解问题分析第3课时:迷宫求解算法实现(上)第4课时:迷宫求解算法实现(下)第5课时:算法比较与分析、实践操作与小组合作教学内容确保科学性和系统性,注重理论与实践相结合,培养学生编程思维和解决问题的能力。
数据结构课程设计报告-迷宫求解
数据结构课程设计报告------迷宫问题求解学号:1315925375:晓龙班级:13移动1班指导老师:钱鸽目录一、需求分析 (3)二、数据结构 (3)1.数据结构设计考虑 (3)2.逻辑结构存储结构 (3)三、算法设计 (4)四、调试分析 (7)五、程序实现及测试 (8)六、体会及不足之处 (9)七、参考文献 (10)八、源代码 (10)一、需求分析本课程设计是解决迷宫求解的问题,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。
为了保证在任何位置上都能沿原路退回,显然需要用一个后进先出的结构来保存从入口到当前位置的路径。
因此,在求迷宫通路的算法中要应用“栈”的思想假设“当前位置”指的是“在搜索过程中的某一时刻所在图中某个方块位置”,则求迷宫中一条路径的算法的基本思想是:若当前位置“可通”,则纳入“当前路径”,并继续朝“下一位置”探索,即切换“下一位置”为“当前位置”,如此重复直至到达出口;若当前位置“不可通”,则应顺着“来向”退回到“前一通道块”,然后朝着除“来向”之外的其他方向继续探索;若该通道块的四周4个方块均“不可通”,则应从“当前路径”上删除该通道块。
所谓“下一位置”指的是当前位置四周4个方向(上、下、左、右)上相邻的方块。
假设以栈记录“当前路径”,则栈顶中存放的是“当前路径上最后一个通道块”。
由此,“纳入路径”的操作即为“当前位置入栈”;“从当前路径上删除前一通道块”的操作即为“出栈”。
二、数据结构1.数据结构设计考虑1)建立一个二维数组表示迷宫的路径(0表示通道,1表示墙壁);2)创建一个栈,用来存储“当前路径”,即“在搜索过程中某一时刻所在图中某个方块位置”。
2.逻辑结构存储结构1)创建一个Int类型的二维数组int maze[n1][n2],用来存放0和1(0表示通道,1表示墙壁);2)创建一个结构体用来储存数组信息结构体:typedef struct//迷宫部设置{int shu[16][16];int row;int col;}Maze;创造一个链栈struct node{int row;int col;struct node *next;};三、算法设计首先,创建数组的大小,此数组大小要求用户自己输入。
迷宫课程设计报告
实验二迷宫实验一、实验目的1、掌握栈的定义、操作及应用。
2、掌握数组的定义、操作及应用。
3、了解建立迷宫问题数学模型的方法。
4、了解解决迷宫问题的算法。
二、实验原理编写程序,利用栈、数组解决迷宫问题。
本实验综合了栈、数组及数学建模等知识点,考察了学生对栈、数组等数据结构的理解和应用,使学生了解数学建模的基本方法。
迷宫是一个矩形区域,只有两个门,一个叫做入口,另一个叫做出口。
在出口处放上一块奶酪,将一只老鼠放在迷宫的入口处,随后官迷入口处。
老鼠必须在规定的时间内找到出口,否则会在迷宫中饿死。
在迷宫的内部包含不能穿越的墙或障碍。
障碍物沿着行和列放置,它们与迷宫的矩形边界平行。
如图4-1所示。
图4-1 迷宫示意图用一个取值为{0,1,-1}的二维数组maze[m][n]表示迷宫,如果用[i][j]来表示老鼠处在迷宫中的第i行,第j列的位置,该位置值为1表示有障碍,值为0表示有通路,值为-1表示老鼠已经路过该位置,不能再次回到该位置,如图4-2所示。
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 11 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 11 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 11 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 11 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 11 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1图2 迷宫数组maze老鼠在[i][j]上的可能移动方向有8个,分别表示N (北)、NE (东北)、E (东)、SE (东南)、S (南)、SW (西南)、W (西)和NW (东北),如图4-3所示。
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二、课程设计容(含技术指标)【问题描述】以一个mXn的长方阵表示迷宫,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。
【任务要求】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,输出一条通路为:(1,1,1),(1,2,2),(2,2,2),(3,2,3),(3,1,2),…。
编写递归形式的算法,求得迷宫中所有可能的通路。
以方阵形式输出迷宫及其通路。
【测试数据】迷宫的测试数据如下:左上角(0,1)为入口,右下角(8,9)为出口。
出口出口四、基本要求1.在设计时,要严格按照题意要求独立进行设计,不能随意更改。
若确因条件所限,必须要改变课题要求时,应在征得指导教师同意的前提下进行。
2.在设计完成后,应当场运行和答辩,由指导教师验收,只有在验收合格后才能算设计部分的结束。
3.设计结束后要写出课程设计报告,以作为整个课程设计评分的书面依据和存档材料。
设计报告以规定格式的电子文档书写、打印并装订,报告格式严格按照模板要求撰写,排版及图、表要清楚、工整。
从总体来说,所设计的程序应该全部符合要求,问题模型、求解算法以及存储结构清晰;具有友好、清晰的界面;设计要包括所需要的辅助程序,如必要的数据输入、输出、显示和错误检测功能;操作使用要简便;程序的整体结构及局部结构要合理;设计报告要符合规。
课程负责人签名:2011年7月1日迷宫与栈问题摘要数据结构是研究与数据之间的关系,是互相之间一种或多种特定关系的数据元素的集合,我们称这一关系为数据的逻辑结构。
数据结构在计算机的表示(又称映像)称为数据的物理结构,又称存储结构。
本次课程设计是迷宫求解问题,主要是模拟从入口到出口的通路。
程序中的数据采取的是“栈”作为数据的逻辑结构,并且使用链式存储结构,即是实现一个以链表作存储结构的栈类型。
本课程设计实现了链栈的建立,入栈,出栈,判断栈是否为空的方法,关键的是迷宫通路路径的“穷举求解”和递归求解的方法。
本课程设计重要说明了系统的设计思路、概要设计以及各个功能模块的详细设计和实现方法。
本次程序的开发工具是microsoft visual studio 2008,编程语言是C语言。
关键词:迷宫求解链栈穷举求解递归求解目录摘要……………………………………………………………IIII1需求分析 (1)1.1基本原理分析 (1)1.2功能要求 (1)2 概要设计 (2)2.1数据结构及其抽象数据类型的定义 (2)2.1.1栈的抽象数据类型 (2)2.1.2迷宫的抽象数据类型 (2)2.1.3功能模块分解 (3)3 详细设计 (4)3.1主函数与各功能模块 (4)3.2迷宫路径模块 (4)3.2.1算法分析 (4)3.2.2流程图 (5)4软件测试 (6)4.1调试过程中遇到的问题的解决,以及程序设计思想的实现 (6)4.2测试数据 (6)4.3测试结果 (8)4.4结果分析 (10)参考文献 (11)心得体会 (12)教师评语 (13)答辩记录表 (14)附录 (15)1 需求分析1.1基本原理分析迷宫问题通常是用“穷举求解”方法解决,即从入口出发,顺着某一个方向进行探索,若能走通,则继续往前走;否则沿着原路退回,换一个方向继续探索,直至出口位置,求得一条通路。
假如所有可能的通路都探索到而未能到达出口,则所设定的迷宫没有通路。
栈是一个后进先出的结构,可以用来保存从入口到当前位置的路径。
定义迷宫类型来存储迷宫数据,通常设定入口点的下标为(1,1),出口点的下标为(n,n)。
为处理方便起见,在迷宫的四周加一圈障碍。
对于迷宫任何一个位置,均约定东、南、西、北四个方向可通。
1.2功能要求(1)以一个mXn的长方阵表示迷宫,0和1分别表示迷宫中的通路和障碍。
迷宫的四周有一圈障碍。
(2)程序输出的结果以三元组(i,j,di)的形式输出,其中:(i,j)指示迷宫中的一个坐标,di表示走到下一坐标的方向,di的取值为1、2、3、4分别表示东、南、西、北(3)程序能够输出一个任意的迷宫从指定入口到出口的所有通路,以及以方阵形式输出迷宫(4)若设定的迷宫存在通路,则以方阵形式将迷宫及其通路输出到标准输出文件上,其中字符“1”表示障碍,“2”表示路径,“3”表示曾途经该位置但不能到达出口,其余位置用0表示。
若设定迷宫不存在通路则报告相应信息2 概要设计2.1数据结构及其抽象数据类型的定义2.1.1栈的抽象数据类型ADT LinkStack{数据对象:D={ai| ai∈CharSet,i=1,2…n,n>=0}数据关系:R1={<ai-1, ai >| ai-1, ai∈D,i=2,…n}基本操作:InitLinkStack(&S)操作结果:构造一个空栈S。
LinkStackEmpty(&S)初始条件:栈S已存在。
操作结果:若S为空栈,则返回TRUE,否则返回FALSE。
PushLinkStack (&S,e)初始条件:栈S已存在。
操作结果:在栈S的栈顶插入新的栈顶元素e。
PopLinkStack (&S,&e)初始条件:栈S已存在。
操作结果:删除S的栈顶元素,并以e返回其值。
} ADT LinkStack2.1.2迷宫的抽象数据类型ADT Maze{数据对象:D={ai,j| ai,j∈{0,1,2,3},0<=i<=m-1,0<=j<=n-1,m,n<=10} 数据关系:R={row,line}基本操作:InitMaze(&maze)初始条件:用迷宫类型Maze.arr[row][line]表示迷宫,迷宫的数据由用户自己定义,并且以值0表示通路,以值1表示障碍。
操作结果:构成迷宫的数字型数组,以0表示通路,以1表示障碍。
MazePath(&maze,start,end)初始条件:迷宫S已被赋值。
操作结果:若迷宫S中存在一条通路,则按如下规定改变迷宫S的状态:以2表示路径上的位置,以3表示死同;否则迷宫的状态不变。
MazePath_Recursion(&maze,cur,end,curstep)初始条件:迷宫S已被赋值。
操作结果:若迷宫S中存在通路,输出迷宫的可能路径。
PrintMaze(Maze)初始条件:迷宫M已经存在操作结果:以方阵形式输出迷宫。
}ADT Maze;2.1.3功能模块分解(1) 主程序模块:void main(){初始化;While(1){接受命令;处理命令;}}(2) 栈模块------实现栈的抽象数据类型typedef struct Stacknode{SElemType data;struct Stacknode *next;}*LinkStack;调用函数:InitLinkStack(),LinkStackEmpty(),PushLinkStack(),PopLinkStack() (3)迷宫模块----实现迷宫抽象数据类型typedef struct{int row;int line;}PosType;//迷宫中row行line列的位置typedef struct MazeType{int row;int line;int arr[MAXLEN][MAXLEN];}MazeType; //迷宫类型typedef struct{int ord; // 当前位置在路径上的“序号”PosType seat; //当前的坐标位置int di; //往下一坐标位置的方向}SElemType;调用函数:Pass(),FootPrint(),MarkPrint(),NextPos(),MazePath()或MazePath_Recursion(),PrintMaze().各个模块之间的调用关系如下:主程序模块->迷宫模块->栈模块3 详细设计3.1主函数与各功能模块主函数的各函数调用关系如图3-1所示,主函数调用创建迷宫函数和求解所有路径的函数,其中创建迷宫信息的函数调用初始化迷宫和输出迷宫。
图3-13.2 迷宫路径模块3.2.1算法分析解决迷宫问题最重要的程序段是找到通路,并存储在栈里,现只分析实现这一过程的函数do {若当前位置可通,则{ 将当前位置插入栈顶;若该位置是出口位置,则结束;否则切换当前位置的东邻方块为新的当前位置;}否则,若栈不空且栈顶位置尚有其他方向未经探索,则设定的新的当前位置为沿顺时针方向旋转找到的栈顶位置的下一相邻块;若栈不空但栈顶位置的四周均不可通,则{ 删去栈顶位置;若栈不空,则重新测试新的栈顶位置,直到找到一个可通的相邻块或出栈至栈空;}}while(栈不空);3.2.2 流程图图3-24软件测试4.1调试过程中遇到的问题的解决,以及程序设计思想的实现(1)调试过程中出现的错误有编译连接时的一些语法错误,也有由于算法存在问题而导致程序运行没有结果或者不是预期的结果。
这里主要说一下自己由于算法而导致的错误:因为没有注意结点不能重复走,所以造成了死循环,程序没有结果。
通过分析后把走过的结点变为不可走的结点,这样就避免了重复走到该结点。
还有就是判断迷宫是否有通路的这个结果不能如预期的结果那样:有通路就输出所有的通路,没有就输出“没有路径可走!”。
因为没有通路可走的时候栈是空的,但是输出所有的路径以后栈也是空的。
当迷宫有通路的时候,在输出所有路径以后还是会输出“没有路径可走!”这句话。
当迷宫没有通路的时候,输出“没有路径可走!”这句话。
因为算法的思想是这样的,所以达不到预期的结果。
解决的方法是如果迷宫有通路则输出所有的通路,如果迷宫没有通路,则没有结果输出。
(2)迷宫的求解一般采用的是“穷举求解”,利用栈的思想,先将入口位置进栈,判断方向,若其方向可通,则进栈,若不通,则出栈,如此循环下去。
4.2测试数据迷宫输入递归求路非递归求路径:以方阵形式输出迷宫及其通路:测试无通路的迷宫:4.3测试结果迷宫输入:求通路:以方阵形式输出迷宫及其通路:4.4结果分析本题中三个主要算法:InitMaze,MazePath和PrintMaze时间复杂度均为O (row*line),空间复杂度也为O(row*line)参考文献[1] 严蔚敏、吴伟民:《数据结构(C语言版)》[M],清华大学 2007年版[2] 谭浩强:《C语言设计(第三版)》[M],清华大学 2005年版[3] 曹衍龙、林瑞仲、徐慧:《C语言实例解析精粹(第二版)》[M],人民邮电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。