迷宫最短路径数据结构源码实验报告
迷宫问题 实验报告
迷宫问题实验报告迷宫问题实验报告引言：迷宫问题一直以来都是计算机科学领域中的研究热点之一。
迷宫是一个具有复杂结构的空间，其中包含了许多死胡同和通道，人们需要找到一条从起点到终点的最短路径。
在这个实验中，我们将通过使用不同的算法和技术来解决迷宫问题，并探讨它们的优缺点。
实验方法：我们首先建立一个虚拟的迷宫模型，使用二维数组来表示。
迷宫包含了墙壁、通道和起点终点。
我们通过设置不同的迷宫大小、起点和终点位置以及障碍物的分布来模拟不同的情况。
1. 广度优先搜索算法：广度优先搜索算法是一种常用的解决迷宫问题的算法。
它从起点开始，逐层地向外扩展搜索，直到找到终点或者遍历完所有的可达点。
在实验中，我们发现广度优先搜索算法能够找到一条最短路径，但是当迷宫规模较大时，算法的时间复杂度会急剧增加，导致搜索时间过长。
2. 深度优先搜索算法：深度优先搜索算法是另一种常用的解决迷宫问题的算法。
它从起点开始，沿着一个方向一直搜索到无法继续前进为止，然后回溯到上一个节点，选择另一个方向进行搜索。
在实验中，我们发现深度优先搜索算法能够快速找到一条路径，但是由于它的搜索策略是“深入优先”，因此无法保证找到的路径是最短路径。
3. A*算法：A*算法是一种启发式搜索算法，它综合了广度优先搜索和深度优先搜索的优点。
在实验中，我们将每个节点的代价定义为从起点到该节点的实际代价和从该节点到终点的预估代价之和。
A*算法通过优先选择代价最小的节点进行搜索，以期望找到一条最短路径。
实验结果表明，A*算法在大多数情况下能够找到最短路径，并且相对于广度优先搜索算法，它的搜索时间更短。
4. 遗传算法：除了传统的搜索算法外，我们还尝试了一种基于进化思想的遗传算法来解决迷宫问题。
遗传算法通过模拟生物进化过程中的选择、交叉和变异等操作来搜索最优解。
在实验中，我们将迷宫路径编码为一个个体，并使用适应度函数来评估每个个体的优劣。
经过多次迭代，遗传算法能够找到一条较优的路径，但是由于算法本身的复杂性，搜索时间较长。
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。
数据结构迷宫问题实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除数据结构迷宫问题实验报告篇一：数据结构-迷宫-实验报告与代码一．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。
程序执行的命令：1创建迷宫；2求解迷宫；3输出迷宫求解；二．算法设计本程序中采用的数据模型，用到的抽象数据类型的定义，程序的主要算法流程及各模块之间的层次调用关系程序基本结构：设定栈的抽象数据类型定义：ADTstack{数据对象：D={ai|ai∈charset，i=1,2,3,?..,n,n>=0;} 数据关系：R={|ai?1，ai∈D,i=2,?,n}设置迷宫的抽象类型ADTmaze{数据对象：D={ai|ai∈‘’，‘@’，‘#’，‘1’,i=1,2,?,n,n>=0}数据关系：R={r,c}r={|ai-1,ai∈D,i=1,2,?,n,}c=|ai-1,ai∈D,i=1,2,?,n,}结构体定义：typedefstruct//迷宫中x行y列的位置{intx;inty;}posType;typedefstruct//栈类型{intord;//通道块在路径上的“序号”posTypeseat;//通道块在迷宫中的“坐标位置”intdi;//从此通道块走向下一通道块的“方向”}mazeType;typedefstruct{mazeType*base;mazeType*top;intstacksize;}mazestack;基本函数：statusInitstack(mazestackif(!s.base)exit(oVeRFLow);s.top=s.base+s.stacksize;s.stacksize+=sTAcKIncRemenT;}*s.top++=e;returnoK;}2）出栈操作statuspop(mazestacke=*--s.top;returnoK;}3）判断栈是否为空statusstackempty(mazestackreturneRRoR;}4）迷宫路径求解statusmazepath(posTypestart,posTypeend)//迷宫路径求解{posTypecurpos;mazestacks;mazeTypee;intcurstep;Initstack(s);curpos=start;//设定当前位置为入口位置curstep=1;//探索第一步cout {if(pass(curpos))//当前位置可以通过，即是未曾走到的通道块{Footprint(curpos);//留下足迹e.ord=curstep;e.seat=curpos;e.di=1;push(s,e);//加入路径if(curpos.x==end.xreturnTRue;//到达终点（出口）}curpos=nextpos(curpos,e.di);//下一位置是当前位置的东邻++curstep;//探索下一步}else//当前位置不能通过{if(!stackempty(s)){pop(s,e);while(e.di==4//留下不能通过的标记pop(s,e);cout }if(e.di {++e.di;//换下一个方向探索篇二：数据结构试验报告-迷宫问题实验报告：迷宫问题题目：编写一个求解迷宫通路的程序一、需求分析：1)采用二维数组maze[m][n]来表示迷宫，其中：maze[0][j]和maze[m-1][j](0≤j≤n-1)及maze[i][0]和maze[i][n-1](0≤i≤m-1)为添加在迷宫外围的一圈障碍。
离散数学 实验报告 迷宫最短路径
离散数学迷宫问题从一个迷宫的入口到出口找出一条可通路经。
用一个二维数组MG(0：M，0：N)模拟迷宫，数组元素为0表示该位置可以通过，数组元素为1表示该位置不可以通行。
MG(1，1)和MG(M-1，N-1)分别为迷宫50输入1. 输入迷宫的大小M行和N列，两者为整数2. 给定MG[M，N]各元素的值（0或1），建立迷宫。
输出是否有通路（YES或NO）样例输入5 51 1 1 1 1 11 0 0 0 0 11 0 0 0 1 11 0 0 1 0 11 0 0 1 0 11 1 1 1 1 1样例输出NO提示1）读入两个整数M，N后，迷宫的大小是0~M和0~N，也就是实际上有M+1行和N+1列2）判断是否有通路主要是判断点（1，1）到点（M-1，N-1）之间是否有通路，第0行、第M行、第1列、第N列的所有值都一定是1。
#include "stdio.h"struct{int i;int j;int di;}stack[10000];int top=-1;int fun(){int mg[500][500],i,j,di,find,N,M,x,y;scanf("%d%d",&M,&N);for(x=0;x<=M;x++)for(y=0;y<=N;y++)scanf("%d",&mg[x][y]);top++;stack[top].i=1; stack[top].j=1; stack[top].di=-1; mg[1][1]=-1;while(top>=0){i=stack[top].i; j=stack[top].j; di=stack[top].di;if(i==M-1&&j==N-1){printf("YES\n");return 0;}find=0;while(di<4&&find==0){di++;if(di==0){i=(stack[top].i)-1; j=stack[top].j;}if(di==1){i=stack[top].i; j=(stack[top].j)+1;}if(di==2){i=(stack[top].i)+1; j=stack[top].j;}if(di==3){i=stack[top].i; j=(stack[top].j)-1;}if(mg[i][j]==0){find=1;break;}}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]=1;top--;}}printf("NO\n");return 0;}int main(){fun();return 0;}。
数据结构实验-迷宫问题
数据结构实验-迷宫问题数据结构实验-迷宫问题1. 实验介绍1.1 实验背景迷宫问题是一个经典的搜索与回溯问题，在计算机科学中被广泛研究。
迷宫问题的目标是找到从起点到终点的最短路径或者判断是否存在路径。
1.2 实验目的通过实现迷宫问题的算法，掌握数据结构中的图和深度优先搜索算法的应用，加深对数据结构和算法的理解。
2. 实验内容2.1 迷宫问题的简介迷宫是由相互通道和障碍物组成的一种结构。
在迷宫中，我们需要找到一条从起点到终点的路径，路径只能通过通道通过，不能穿越障碍物。
2.2 迷宫问题的解决方法常见的解决迷宫问题的方法有深度优先搜索（DFS）、广度优先搜索（BFS）、A*算法等。
本实验将使用深度优先搜索算法来解决迷宫问题。
2.3 深度优先搜索算法的原理深度优先搜索是一种用于遍历或搜索图和树的算法。
它从初始节点开始遍历，然后沿着每个邻接节点继续遍历，直到找到目标节点或者无法继续遍历为止。
3. 实验步骤3.1 存储迷宫数据设计迷宫数据的存储结构，可以使用二维数组或者链表等数据结构来表示迷宫。
将迷宫数据保存在文件中，并提供读取文件的功能。
3.2 实现深度优先搜索算法使用递归或者栈来实现深度优先搜索算法。
在搜索过程中，需要判断当前位置是否为障碍物，是否越界，以及是否已经访问过。
3.3 寻找迷宫路径从起点开始进行深度优先搜索，逐步推进，直到找到终点或者无法找到路径为止。
记录搜索过程中的路径，并将结果保存。
3.4 输出结果将找到的路径输出到文件或者控制台，并可视化显示迷宫和路径。
4. 实验结果与分析在实验中，我们成功实现了迷宫问题的深度优先搜索算法。
经过测试，该算法可以快速找到迷宫的路径，并输出正确的结果。
5. 实验总结通过本次实验，我们加深了对数据结构中图和深度优先搜索算法的理解。
同时，我们也学习到了如何解决迷宫问题，并实现了相应的算法。
附件：无法律名词及注释：1. 著作权：指作者依法对其作品享有的财产权利和人身权利。
离散数学 实验报告 迷宫最短路径问题求解
离散数学迷宫问题问题描述：一只老鼠走进了一个迷宫，这个迷宫是由M行N列（如:10行8列）的方格构成的，相邻方格之间可能是相通的，也可能有墙相隔，各方格位置由其对应坐标确定，如图所示。
迷宫在（1，1）处有一个入口，在（M,N）处有一个出口，在入口和出口之间有通路相通。
问题是让你帮助老鼠找出从入口到出口的一条最短路径。
00001000110010100001000000001010101000000011101110001000基本要求：为老鼠找出一条从入口到出口的最短路径。
实现提示：1、迷宫用数组表示，1代表是墙走不通，0表示可以通行。
边界可以扩充为墙，即M×N 迷宫用(M+2)×(N+2)数组表示。
2、向4个方向前进时的位移量可以用以下数组表示，处理是方便。
int move[4][2]={ {0,1},{1,0},{0,-1},{-1,0} };3、采用图的广度优先搜索算法。
#include<stdio.h>#define m 7#define n 8void path(){int maze[m+2][n+2] ;int move[4][2]={ {0,-1},{-1,0},{0,1},{1,0} };int s[54][3];int top=0;int i,j,k,f=0;int g,h,p;for(i=0;i<m+2;++i)for(j=0;j<n+2;++j)scanf("%d",&maze[i][j]);maze[1][1]=2;s[top][0]=1;s[top][1]=1;s[top][2]=0;++top;while(top!=0&&f==0){--top;i=s[top][0];j=s[top][1];k=s[top][2];while(k<4){g=i+move[k][0];h=j+move[k][1];if(g==m&&h==n&&maze[g][h]==0) {for(p=0;p<top;++p)printf("%3d,%d\n",s[p][0],s[p][1]);printf("%3d,%d\n",i,j);printf("%3d,%d\n",m,n);f=1;}//ifif(maze[g][h]==0){maze[g][h]=2;s[top][0]=i;s[top][1]=j;s[top][2]=k;++top;i=g;j=h;k=0;}//ifk=k+1;}//while}//whileif(f==0)printf("no path\n"); }//pathvoid main(){path();}。
数据结构迷宫最短路径实验报告
实验报告课程名：数据结构（C语言版）实验名：迷宫问题II姓名：班级：学号：撰写时间：2014/10/10一实验目的与要求1. 了解栈的应用2. 利用栈在迷宫中找到一条路二实验内容•一个迷宫如图1所示, 是由若干个方格构成的一个矩形, 其中有唯一的一个入口(用⃝标示), 有唯一的一个出口(用△标示). 图中深色的方格无法到达, 浅色的方格都是可以到达的. 每一次只能从当前方格前进到与当前方格有公共边的方格中(因此前进方向最多有四个).•本次实验的迷宫问题要求找到从入口到出口的最短的路.图1：迷宫三实验结果与分析程序：#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int Maze(int ox,int oy,int ex,int ey,int rnum,int cnum,int a[rnum][cnum]){int b[rnum][cnum];int i,j,Znum=0;for(i=0;i<rnum;++i){for(j=0;j<cnum;++j){b[i][j]=a[i][j];if(a[i][j]==0){Znum=Znum+1;}}}int Qx[Znum+1], Qy[Znum+1], P[Znum+1], head=0, tail=0; for(i=0;i<Znum+1;++i){Qx[i]=-10;Qy[i]=-10;P[i]=-10;}/*int dx[4] = {0,1,0,-1};int dy[4] = {-1,0,1,0};int neighbor_num = 4;*/int dx[8] = {-1, 0, 1,1,1,0,-1,-1};int dy[8] = {-1,-1,-1,0,1,1, 1, 0};int neighbor_num = 8;if(ox==ex && oy==ey){printf("(%d,%d)",ox,oy);}else{Qx[tail]=ox;Qy[tail]=oy;P[tail]=-1;++tail;b[ox][oy]=2;}int brand = -1;while(tail>head){for(i=0;i<neighbor_num;i++){int tx = Qx[head]+dx[i];int ty = Qy[head]+dy[i];if(b[tx][ty]==0){if(tx==ex && ty==ey){printf("(%d,%d), ",tx,ty);int t = head;while(t>=0){printf("(%d,%d), ",Qx[t],Qy[t]);t=P[t];}head=tail;brand=1;break;}else{Qx[tail]=tx;Qy[tail]=ty;P[tail]=head;++tail;b[tx][ty]=2;}}}++head;}return(brand);}int main(int argc, char *argv[]) {int rnum = 10;int cnum = 10;int a[10][10]={{1,1,1,1,1,1,1,1,1,1},{1,0,0,1,0,0,0,1,0,1},{1,0,0,1,0,0,0,1,0,1},{1,0,0,0,0,1,1,0,0,1},{1,0,1,1,1,0,0,0,0,1},{1,0,0,0,1,0,0,0,0,1},{1,0,1,0,0,0,1,0,0,1},{1,0,1,1,1,0,1,1,0,1},{1,1,0,0,0,0,0,0,0,1},{1,1,1,1,1,1,1,1,1,1}};//假设外面有一层不可到达的方块，故迷宫成了10乘10型int ox=1,oy=1,ex=rnum-2,ey=cnum-2;int brand = Maze(ox,oy,ex,ey,rnum,cnum,a);if(brand<0){printf("There is no way\n");}return 0;}图1：实验结果截图。
数据结构(C语言版)实验报告(迷宫)
《数据结构与算法》实验报告评分依据及结果一、需求分析1.问题描述：以一个m*n的长方阵表示迷宫，空格和感叹号分别表示迷宫中的通路和障碍。
设计一个程序，对随机产生的迷宫，求一条从入口到出口的通路，或得出没有通路的结论。
2.基本要求首先实现一个以链表为存储结构的栈类型，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）表示迷宫的一个坐标，d表示走到下一座标的方向。
3.程序的执行命令有：1）输入迷宫的列数2）输入迷宫的行数二、概要设计为实现上述功能，需要以一个链表为存储结构的栈类型1.栈的顺序存储表示typedef struct{int x; /*列*/int y; /*行*/}PosType; //坐标位置类型typedef struct{int ord; //通道块在路径上的"序号"PosType seat; //通道块在迷宫中的"坐标位置"int di; //从此通道块走向下一通道块的"方向"}SElemType; //栈的元素类型typedef struct{SElemType *base;SElemType *top;int stacksize; //当前已分配的存储空间，以元素为单位}SqStack;//迷宫程序typedef struct{int lie; /*列数*/int hang; /*行数*/char a[999][999];}MazeType; /*迷宫类型*/2.基本操作int InitStack(SqStack *S)//分配空间int GetTop(SqStack *S,SElemType *e) //若栈不空，则用e返回S的栈顶元素，并返回OK；否则返回ERRORint Push(SqStack *S,SElemType *e)//插入元素e作为新的栈顶元素int Pop(SqStack *S,SElemType *e) //若栈不空，则删除S的栈顶元素，用e返回其值，并返回OK；否则返回ERRORint generatemaze( MazeType *maze)// 随机生成迷宫int Pass(MazeType *maze, PosType curpos ) //判断当前位置可否通过int FootPrint(MazeType *maze,PosType curpos) //留下足迹int MarkPrint(MazeType *maze,PosType curpos) //留下不能通过的标记PosType NextPos(PosType curpos,int di) //返回当前位置的下一位置int MazePath(MazeType *maze,PosType start,PosType end) //若迷宫有解，则求得一条存放在栈中（从栈底到栈顶），并返回OK，否则返回ERROR void PrintMaze(MazeType *maze) //打印迷宫三、详细设计//程序的头文件#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <time.h>//函数的返回值#define OK 1#define ERROR 0#define NULL 0#define OVERFLOW -2#define STACK_INIT_SIZE 100#define STACKINCREMENT 10//栈的顺序存储表示typedef struct{int x; /*列*/int y; /*行*/}PosType; //坐标位置类型typedef struct{int ord; //通道块在路径上的"序号"PosType seat; //通道块在迷宫中的"坐标位置"int di; //从此通道块走向下一通道块的"方向"}SElemType; //栈的元素类型typedef struct{SElemType *base;SElemType *top;int stacksize; //当前已分配的存储空间，以元素为单位}SqStack;//基本操作int InitStack(SqStack *S){S->base=(SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof(SElemType));if(!S->base)exit(OVERFLOW);S->top=S->base;S->stacksize=STACK_INIT_SIZE;return OK;}//若栈不空，则用e返回S的栈顶元素，并返回OK；否则返回ERRORint GetTop(SqStack *S,SElemType *e){if(S->top==S->base)return ERROR;*e=*(S->top-1);return OK;}int Push(SqStack *S,SElemType *e)//插入元素e作为新的栈顶元素{if(S->top-S->base>=S->stacksize)/*栈满，追加存储空间*/{S->base=(SElemType*)realloc(S->base,(S->stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType));if(!S->base)exit(OVERFLOW);S->top=S->base+S->stacksize;S->stacksize+=STACKINCREMENT;}*S->top++=*e;return OK;}//若栈不空，则删除S的栈顶元素，用e返回其值，并返回OK；否则返回ERRORint Pop(SqStack *S,SElemType *e){if(S->top==S->base)return ERROR;*e=*--S->top;return OK;}int StackEmpty(SqStack *S){return(S->top==S->base);}//迷宫程序typedef struct{int lie; /*列数*/int hang; /*行数*/char a[999][999];}MazeType; /*迷宫类型*//*随机生成迷宫*/int generatemaze( MazeType *maze){int i,j;maze->a[0][0]=2;maze->a[++maze->hang][++maze->lie]=3; /*设置外墙*/maze->a[0][maze->lie]='!';maze->a[maze->hang][0]='!';for(j=1;j<maze->lie;j++){maze->a[0][j]='!';maze->a[maze->hang][j]='!';}for(i=1;i<maze->hang;i++){maze->a[i][0]='!';maze->a[i][maze->lie]='!';}srand((unsigned)time( NULL ));rand();for(i=1; i <maze->hang; i++)for(j=1;j<maze->lie;j++){if (rand()>=RAND_MAX/4) maze->a[i][j] =' '; //' ' 暗示出路else maze->a[i][j] ='!'; //'!'暗示无出路}return OK;}int Pass(MazeType *maze, PosType curpos ) //判断当前位置可否通过{if ((curpos.x < 1) || (curpos.x >= maze->lie))return ERROR;if ((curpos.y < 1) || (curpos.y >= maze->hang))return ERROR;if (maze->a[curpos.y][curpos.x]==' ')return OK;else return ERROR;}int FootPrint(MazeType *maze,PosType curpos) //留下足迹{maze->a[curpos.y][curpos.x]='*';return OK;}int MarkPrint(MazeType *maze,PosType curpos) //留下不能通过的标记{maze->a[curpos.y][curpos.x]='@';return OK;}PosType NextPos(PosType curpos,int di)//返回当前位置的下一位置{PosType pos=curpos;switch(di){case 1: //右东pos.x++;break;case 2: //下南pos.y++;break;case 3: //左西pos.x--;break;case 4: //上北pos.y--;break;}return pos;}//若迷宫有解，则求得一条存放在栈中（从栈底到栈顶），并返回OK，否则返回ERROR int MazePath(MazeType *maze,PosType start,PosType end){PosType curpos;SqStack *S=(SqStack *)malloc(sizeof(SqStack));InitStack(S);SElemType *e;e=(SElemType *)malloc(sizeof(SElemType));curpos=start; //设定当前位置为入口位置int curstep = 1; //探索第一步do {if(Pass(maze,curpos)) //当前位置可通过{FootPrint(maze,curpos);e->ord=curstep;e->seat=curpos;e->di=1;Push(S,e);if(curpos.x==end.x&&curpos.y==end.y)return (OK);curpos=NextPos(curpos,1);curstep++;}else{if(!StackEmpty(S)){Pop(S,e);while(e->di==4&&!StackEmpty(S)) //栈不空但栈顶位置四周均不通{MarkPrint(maze,e->seat);Pop(S,e);}if(e->di<4) //栈不空且栈顶位置四周有其他位置未探索{e->di++;Push(S,e);curpos=e->seat;curpos=NextPos(curpos,e->di);}}}}while(!StackEmpty(S));return ERROR;}void PrintMaze(MazeType *maze) //打印迷宫{int i,j,k,n;int c[999],d[999];for(i=0,k=0;i<=maze->hang;i++){for(j=0;j<=maze->lie;j++){printf("%c ",maze->a[i][j]);if(maze->a[i][j]=='*'){c[k]=i;d[k]=j;k++;}}printf("\n");}n=k;for(k=0;k<n;k++)printf("<%d,%d>",c[k],d[k]);printf("\n");printf("\n");}int main(){int zmg;char ch;printf(" 数据结构课程设计--迷宫问题求解\n\n");printf(" |----------------------------------------|\n");printf(" | |\n");printf(" | |\n");printf(" | |\n");printf(" | |\n");printf(" | XXXX XXXXXXXXXXXXXX |\n");printf(" | XXXXXXX |\n");printf(" |----------------------------------------|\n");getchar();do{system("cls");fflush(stdin);MazeType *maze=(MazeType *)malloc(sizeof(MazeType)); //设置迷宫的长宽不含外墙printf("请输入迷宫的列数（不含外墙时）:");scanf("%d",&maze->lie);printf("请输入迷宫的行数（不含外墙时）:");scanf("%d",&maze->hang);generatemaze(maze);printf("随机创建迷宫\n");PrintMaze(maze);getchar();getchar();PosType start,end;start.x=1;start.y=1;end.x=maze->lie-1;end.y=maze->hang-1;zmg=MazePath(maze,start,end);if(zmg){printf("此迷宫通路为\n");PrintMaze(maze);}elseprintf("此迷宫无通路\n"); //getchar();printf("再次尝试？（Y/N）?");scanf("%c",&ch);}while(ch=='Y'||ch=='y');return 0;}四、调试分析1.本程序界面设计合理，以空格为通路，感叹号！为障碍，笑脸为起始点，*为行走路线，心形为出口设计精巧，便于用户使用。
走迷宫-实验报告
数据结构课程设计报告题目：迷宫问题院系名称：专业名称：班级：学号：学生姓名：指导教师：时间：一、课程设计目的1.熟悉数据结构中的各种存储结构，并且能够熟练的运用各种存储结构。
2.利用所学的内容完成迷宫路径的寻找，不可使用递归。
二、课程设计内容1.迷宫存储在文件中，通过输入文件名（*.in），创建相应的迷宫。
迷宫文件的格式自己设计。
2.最终的解要求在屏幕上显示并存入文件(*.out)中。
解的显示方式以及解文件的格式自己设计。
3．如果有多条，求得路径长度最短的一条路径。
三、需求分析1.本程序可以由使用者输入迷宫，并且在迷宫有路径时将迷宫及最短路径存储在文件中。
也可实现系统中存储的迷宫（系统中必须有迷宫，否则程序无法进行）并存储最短路径。
2.可以找出每一个迷宫的最短路径，并且要判断迷宫是否有解。
3.若迷宫有解，输出最短路径并保存。
若迷宫无解则终止程序。
四、概要设计1.系统结构图main（）：主函数。
readhead(struct Node * head):从文件中读出系统迷宫的信息。
out（）：输出系统迷宫的信息。
read1（）：载入系统迷宫最短路径。
savejie（）：将迷宫的最短路径保存在文件中。
PD（）：判断迷宫是否有路径，若有路径进行下一步，若无路径则终止程序。
savehead（）：保存迷宫文件及解文件的信息。
PrintMaze（）：用户输入迷宫程序，并且在有路径时保存迷宫（用户自行命名文件名）并命名保存此迷宫最短路径的文件名。
read（）：载入系统迷宫。
Change（）：标记最短路径，以便保存于显示。
MazePath（），save（）：寻找迷宫最短路径。
Print2（）：用于输出找到最短路径时的迷宫及路径。
Print（）：用于输出找路径前的迷宫。
PosType NextPoint（）：方向判断函数。
五、详细设计及运行结果定义链表，用于存放迷宫信息。
typedef struct Node{char name[20]; /迷宫文件名/int m; /行数/int n; /列数/char jie[20]; /最短路径文件名/struct Node * next;}Node;typedef struct{int r,c; /*迷宫中位置的坐标*/}PosType;typedef struct{int m,n;char arr[SIZE][SIZE]; /*用二维数组表示迷宫*/}MazeType;确定放入栈中的元素的存储结构，表明通道块在路径上的“序号”，通道块的坐标位置以及下一步要走的方向。
数据结构-迷宫实验报告
数据结构-迷宫实验报告迷宫实验报告1.引言1.1 背景迷宫是一种常见的问题，研究迷宫可以帮助理解和应用数据结构和算法的原理。
迷宫实验旨在设计和实现一个迷宫求解算法，通过寻找迷宫的出口来提高算法的效率和准确性。
1.2 目的本实验旨在探索不同数据结构和算法在迷宫求解问题中的应用，并比较它们的性能和效果。
2.实验设计2.1 迷宫表示2.1.1 选择数据结构表示迷宫：数组、邻接矩阵、邻接表2.1.2 定义迷宫的起点和终点2.2 迷宫算法2.2.1 随机2.2.2 手动2.3 迷宫求解算法2.3.1 深度优先搜索 (DFS)2.3.2 广度优先搜索 (BFS)2.3.3 A算法3.实验过程与结果3.1 迷宫3.1.1 随机迷宫3.1.1.1 实现随机算法3.1.1.2 迷宫示例结果3.1.2 手动迷宫3.1.2.1 根据设计示例手动创建迷宫 3.1.2.2 创建迷宫示例结果3.2 迷宫求解3.2.1 使用深度优先搜索算法求解迷宫 3.2.1.1 实现深度优先搜索算法3.2.1.2 深度优先搜索迷宫示例结果3.2.2 使用广度优先搜索算法求解迷宫3.2.2.1 实现广度优先搜索算法3.2.2.2 广度优先搜索迷宫示例结果 3.2.3 使用A算法求解迷宫3.2.3.1 实现A算法3.2.3.2 A算法迷宫示例结果4.实验分析与讨论4.1 性能比较4.1.1 深度优先搜索算法的优势与不足4.1.2 广度优先搜索算法的优势与不足4.1.3 A算法的优势与不足4.2 结果分析4.2.1 不同算法对迷宫的解决效率4.2.2 不同算法对迷宫复杂度的适应性4.3 结论4.3.1 不同算法在迷宫求解中的应用4.3.2 为进一步优化迷宫求解算法提供参考5.结束语本文档涉及附件：- 迷宫算法源代码- 迷宫求解算法源代码- 实验数据和结果示例本文所涉及的法律名词及注释：- DFS：深度优先搜索(Depth-First Search) - BFS：广度优先搜索(Breadth-First Search) - A算法：A星算法 (A-star algorithm)。
迷宫问题实验报告
迷宫问题实验报告迷宫求解实验报告数据结构（迷宫求解实验报告）一、【实验构思（Conceive）】(10%)（本部分应包括：描述实验实现的基本思路，包括所用到的离散数学、工程数学、程序设计、算法等相关知识）实验实现基本思路：若当前位置可通，则纳入当前路径，并继续朝下一个位置探索，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。
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才操作即为出栈。
二、【实验设计(Design)】(20%)（本部分应包括：抽象数据类型的功能规格说明、主程序模块、各子程序模块的伪码说明，主程序模块与各子程序模块间的调用关系）抽象数据类型：typedef struct{int x; //当前位置的横坐标int y; //当前位置的纵坐标char type; //当前位置的属性：墙壁或通道(0/1)bool isfoot; //判断当位置是否已走过, true代表已走过}Position; //当前位置信息typedef struct{int order; //脚步在地图上的序号Position seat; //行走的当前位置int aspect; //下一步的方向}Block; //脚步typedef struct{int width; //地图的长度int height; //地图的宽度Position* site; //地图内的各个位置}Maze; //地图typedef struct{Block* base;Block* top;int length;int stacksize;}Stack;主程序模块：int main(int argc, _TCHAR* argv[]){Position start,end;Block blk;Stack S;int width,height;printf(输入迷宫比例X*Y\n);printf(输入X:);scanf(%d,&width);printf(输入Y:);scanf(%d,&height);Maze* maze=GreatMaze(width,height); PrintMaze(maze);printf(\n);printf(请输入入口坐标X:);scanf( %d,&start.x);printf(请输入入口坐标Y:);scanf( %d,&start.y);printf(请输入出后坐标X:);scanf( %d,&end.x);printf(请输入出口坐标Y:);scanf( %d,&end.y);MazePath(maze,start,end,S);printf(走完所需路径长度为:%d,S.length);printf(\n);Stack Sa;InitStack(Sa);while(S.length!=0){Pop(S,blk); Push(Sa,blk); } while(Sa.length!=0) {Pop(Sa,blk); if(Sa.length!=0) printf([%d,%d]-,blk.seat.x,blk.seat.y); //打印足迹else printf([%d,%d],blk.seat.x,blk.seat.y); //打印最后一步 }}各子程序函数：Maze* GreatMaze(int width,int height) //创建地图void PrintMaze(Maze* maze) //打印地图int PositionComparison(Position maze,Position pos) //判断当前位置是否合法int Pass(Maze* maze,Position curpos) //判断当前位置是否可以前进或者是否走过void FootSet(Maze* maze,Position site) //留下足迹Position NextPos(Position &cur,int aspect)//判断方向Int MazePath(Maze* maze,Position start,Position end,Stack&S)//搜索从入口到出口的路径三、【实现描述（Implement）】(30%)（本部分应包括：抽象数据类型具体实现的函数原型说明、关键操作实现的伪码算法、函数设计、函数间的调用关系，关键的程序流程图等，给出关键算法的时间复杂度分析。
数据结构迷宫问题实验报告
数据结构迷宫问题实验报告正文：1、引言迷宫问题是一个经典的计算机科学问题，它涉及寻找从起点到终点的最短路径。
在本实验中，我们将使用数据结构来解决迷宫问题，并实现一个可以自动求解迷宫的算法。
2、研究背景迷宫问题在计算机科学领域有着广泛的应用。
从寻找最短路径到计算机游戏中的地图设计，迷宫问题都扮演着重要的角色。
通过研究迷宫问题，我们可以更好地理解不同的搜索算法和数据结构，并且可以将这些知识应用到实际场景中。
3、实验目标本实验的目标是设计和实现一个可以求解迷宫问题的算法。
具体来说，我们将使用深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）两种算法来求解迷宫，并比较它们的性能和效果。
4、实验过程4.1 迷宫的表示在开始实验之前，我们首先需要定义迷宫的表示方法。
我们可以使用二维数组来表示迷宫，其中0表示可通过的路径，1表示墙壁或障碍物。
4.2 深度优先搜索深度优先搜索是一种经典的图搜索算法，它通过递归的方式进行搜索。
在迷宫问题中，我们可以使用深度优先搜索来找到从起点到终点的路径。
4.3 广度优先搜索广度优先搜索是另一种常用的图搜索算法，它通过队列的方式进行搜索。
在迷宫问题中，我们可以使用广度优先搜索来找到从起点到终点的最短路径。
4.4 实验结果分析通过比较深度优先搜索和广度优先搜索的结果，我们可以评估它们在解决迷宫问题上的性能和效果。
5、实验结论通过本实验，我们发现深度优先搜索和广度优先搜索在解决迷宫问题上都具有一定的优势和不足之处。
深度优先搜索能够快速找到一条路径，但可能不是最短路径；广度优先搜索能够找到最短路径，但可能需要更多的时间和空间。
具体使用哪种算法取决于实际应用的需求。
本文档涉及附件：1、数据结构迷宫问题实验代码：docx2、迷宫样例数据：txt3、实验结果分析表：xlsx本文所涉及的法律名词及注释：1、DFS（Depth First Search）——深度优先搜索算法，是一种图搜索算法。
2、BFS（Breadth First Search）——广度优先搜索算法，是一种图搜索算法。
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一、引言迷宫问题是一个经典的算法和数据结构问题，它不仅具有趣味性，还能很好地锻炼我们对数据结构和算法的理解与应用能力。
在本次实验中，我们通过不同的方法和策略来解决迷宫问题，深入探索了数据结构在其中的作用。
二、实验目的本次迷宫实验的主要目的是：1、深入理解和掌握常见的数据结构，如栈、队列等。
2、学会运用不同的数据结构和算法来解决迷宫问题。
3、提高分析问题、设计算法和编写代码的能力。
三、实验环境本次实验使用的编程语言为 Python，开发工具为 PyCharm。
四、实验内容（一）迷宫的表示我们首先需要确定如何表示迷宫。
常见的方法是使用二维数组，其中 0 表示可通行的路径，1 表示墙壁。
例如，以下是一个简单的 5x5 迷宫的表示：｀｀｀pythonmaze ＝0, 1, 0, 0, 0,0, 1, 0, 1, 0,0, 0, 0, 1, 0,0, 1, 0, 1, 0,0, 0, 0, 0, 0｀｀｀（二）深度优先搜索算法深度优先搜索（DepthFirst Search，简称 DFS）是一种用于遍历或搜索树或图的算法。
在迷宫问题中，我们从起始点开始，沿着一个方向尽可能深入地探索，直到无法继续，然后回溯。
以下是使用深度优先搜索算法解决迷宫问题的 Python 代码：｀｀｀pythondef dfs(maze, start, end)：stack ＝（start0, start1)visited ＝ set(）while stack:cur_row, cur_col ＝ stackpop(）if （cur_row, cur_col) ＝＝ end:return Trueif （cur_row, cur_col) in visited:continuevisitedadd(（cur_row, cur_col)）if cur_row ＞ 0 and mazecur_row 1cur_col ＝＝ 0: stackappend(（cur_row 1, cur_col)）if cur_row ＜ len(maze) 1 and mazecur_row ＋ 1cur_col ＝＝ 0: stackappend(（cur_row ＋ 1, cur_col)）if cur_col ＞ 0 and mazecur_rowcur_col 1 ＝＝ 0: stackappend(（cur_row, cur_col 1)）if cur_col ＜ len(maze0) 1 and mazecur_rowcur_col ＋ 1 ＝＝ 0: stackappend(（cur_row, cur_col ＋ 1)）return False｀｀｀（三）广度优先搜索算法广度优先搜索（BreadthFirst Search，简称 BFS）是一种逐层遍历树或图的算法。
数据结构实验报告-栈和队列(迷宫图最短路径)
目录一、实验要求（需求分析） (1)a. 实验目的 (1)b. 实验内容 (2)c．程序功能 (2)二、程序分析 (2)2.1 存储结构 (2)2.2 关键算法分析 (3)三、程序运行分析 (7)1.程序运行流程图： (7)2.程序运行结果截图： (8)四．总结 (10)五、附录 (11)一、实验要求（需求分析）a. 实验目的通过实验，掌握如下内容：➢进一步掌握指针、模板类、异常处理的使用➢掌握队列的操作的实现方法➢学习使用队列解决实际问题的能力➢学习使用图的广度优先搜索解决实际问题的能力b. 实验内容利用队的结构实现迷宫求解问题。
迷宫求解问题如下：心理学家把一只老鼠从一个无顶盖的大盒子的入口赶进迷宫，迷宫中设置很多隔壁，对前进方向形成了多处障碍，心理学家在迷宫的唯一出口放置了一块奶酪，吸引老鼠在迷宫中寻找通路以到达出口，测试算法的迷宫如下图所示。
c．程序功能输入起始点的坐标，输出走出迷宫最短路径的长度。
二、程序分析2.1 存储结构存储结构: 队列顺序存储结构示意图如下:2.2 关键算法分析核心算法思想：1.如果采用直接递归的方式，用栈很容易实现路径的输出，但是这条路径不一定是最短路径。
为了改进算法，达到输出最短路径的目标，采用队列的实现方式。
2.为查找最短路径，使用了“图”中的算法：广度优先搜索。
关键算法思想描述和实现：关键算法1：为寻求最短路径，采用广度优先搜索算法，使用队列实现路径存储，队列中每个元素用结构体存储系，包含迷宫坐标、队列中的序号、父节点的序号，实现了对路径的记录。
C++实现：struct Node{int parent_id; //保存父节点的位置int node_id; //当前节点的序号，以便传递给孩子节点int x,y; //当前结点对应的坐标}Q[10*10]; //每个节点包含迷宫坐标、队列中的序号、父节点的序号，多个节点形成队列关键算法2：遍历每个位置四周的位置，将没有走过的位置入队，形成树形的队列，通过出队操作就能找到最短路径。
(完整word版)迷宫寻路实验报告
人工智能实验报告实验三A*算法实验II一、实验目的：熟悉和掌握A*算法实现迷宫寻路功能，要求掌握启发式函数的编写以及各类启发式函数效果的比较。
二、实验原理：A＊（A-Star）算法是一种静态路网中求解最短路最有效的方法。
公式表示为：f（n)=g(n)+h （n）,其中f（n)是节点n从初始点到目标点的估价函数，g(n）是在状态空间中从初始节点到n 节点的实际代价，h（n）是从n到目标节点最佳路径的估计代价。
保证找到最短路径（最优解的）条件，关键在于估价函数h（n)的选取：估价值h（n）小于等于n到目标节点的距离实际值，这种情况下，搜索的点数多，搜索范围大，效率低,但能得到最优解。
如果估价值大于实际值，搜索的点数少，搜索范围小,效率高，但不能保证得到最优解.三、实验内容:1、参考实验系统给出的迷宫求解核心代码，观察求解过程与思路。
2、画出用A＊算法求解迷宫最短路径的流程图.3、尝试改变启发式算法提高迷宫搜索速度.4、分析不同启发式函数对迷宫寻路速度的提升效果。
四、实验报告要求：1、画出A＊算法求解迷宫最短路径问题的流程图。
2、试分析不同启发式函数对迷宫寻路求解的速度提升效果。
①: gn = 0;fn = abs(Ei-ci)+abs（Ej—cj);………………………fn1 = abs(Ei-ni）+abs(Ej-nj)+gn1；②: gn = 0；fn = 0;…………………fn1 = 0;③：gn = 0;fn = 0;…………………fn1 = abs（Ei—ni）*abs(Ej-nj）+ abs（Ej—nj)*abs（Ej—nj）+gn1;调节g(n)和h（n）函数影响搜索策略。
使启发式算法效率提高。
3、分析启发式函数中g(n）和h(n)求解方法不同对A*算法的影响。
g(n)和h(n）求解方法不同将直接影响A*算法的效率，好的解决方法不仅能够使路径变短，而且在求解过程中所搜索和产生的节点数也会尽量的少；而比较差的解决方法则可能导致所找到的路径未必是最短的,尽管它在求解过程中所搜索和产生的节点数也比较少.五、实验心得与体会A*算法作为启发式算法的重要组成部分在实际应用中有很大的作用.通过这次实验，我对g(n)和h(n）这两个函数对于A＊算法的影响有了更进一步的了解，同时也认识到编写好的g(n）和h（n）对于A*算法的性能提高是十分关键的。
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实验报告课程名称数据结构实验名称迷宫最短路径实验类型综合型实验地点计405机房实验日期2017.5.13指导教师魏海平专业软件工程班级软件1601学号1611030102姓名寇春雷辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院数据结构实验报告评分表实验二迷宫最短路径题目：迷宫最短路径⒈问题描述从一个迷宫的入口到出口找出一条最短路经。
用一个二维数组MAZE(1..m，1..n)模拟迷宫，数组元素为0表示该位置可以通过，数组元素为1表示该位置不可以通行。
MAZE(1，1)和MAZE(m，n)分别为迷宫的入口和出口。
⒉基本要求(1)输入数据a.输入迷宫的大小m行和n列，两者为整数b.由随机数产生0或1，建立迷宫。
(2)输出数据首先输出模拟迷宫的二维数组，若存在最短路经，则由出口回朔到入口打印这一条路径，如下所示：(m，n)，……，(i，j)，……，(1，1)如无通道，则打印：THERE IS NO PATH.⒊实现提示(1)数据结构①为了在程序中判断方便，把迷宫扩展成为MAZE(0..m+1，0..n+1)，扩展部分的元素设置为1，相当于在迷宫周围布上一圈不准通过的墙，这样，在迷宫的任一位置(I，j)上都有八个可以移动的方向。
②用二维数组MOVE(1..8，1..2)存放八个方向上的位置量，如图所示：(i+MOVE[1，1]，j+MOVE[1，2])，2])，2])，2])③为了标志已经通过的位置，采用一个标志数组MARK（1..m，1..n）初值为0，在寻找路径的过程中，若通过了位置（i，j），则将MARK（i，j）置为为1。
④为了记录查找过程中到达位置及其前一位置，建立一个Q（1..m*n-1，0..2）数组，对于某一个数组元素Q(P)，其中，Q(P，0)和Q(P，1)记下到达位置i和j，Q(P，2)记下其出发点在Q数组中的下标。
（2）算法基本思想将入口（1，1）作为第一个出发点，依次在八个反方向上搜索可通行的位置，形成第一层新的出发点，然后对第一层中各个位置分别搜索他所在八个方向上的可通行位置，形成第二层新的出发点，…，如此进行下去，直至达到出口(m，n)或者迷宫所有位置都搜索完毕为止。
具体实施：从(m，n)开始，将其记入Q数组，比如记入Q(1)，以它作为第一个出发点，依次对八个方向进行搜索，若下一个位置(I，j)可通行并且尚未经过（即MAZE(i，j)=0 且MARK(i，j)=0），则记入Q数组，如记在Q(P)，则在Q(P，2)中要记下其出发点在Q数组中的下标1，在八个方向上都搜索过以后，根据先进先出的原则Q从数组中重新取出一个位置作为新的出发点（这里，我们实际上把Q数组作为一个顺序表示的队列），重复以上过程，若能达到位置(m ，n)，表示找到最短路径；若Q数组中已经没有位置可以作为新的出发点了，则表示迷宫没有通路。
4.需求分析(1)以二维数组maze[M+2][N+2]表示迷宫，其中maze[i][0]和maze[i][N+1](0=<i<=N+1)以及maze[0][j]和maze[M+1][j](0=<j<=M+1)为外加的一圈围墙。
数组中元素0表示障碍1表示可通过，迷宫的大小可不限；(2) 迷宫中的数据均由用户自由输入；(3) 迷宫的出口和入口可由用户自由设定；(4) 本程序只求出一条成功的通路；(5) 程序执行的命令为：①创建迷宫②求解迷宫③输出迷宫的解5. 概要设计5.1 抽象数据类型定义(1)设定栈的抽象数据类型定义：ADT Stack{数据对象：D={ai | ai∈CharSet，i = 1,2，…,n，n>=0}数据关系：R1{<a(i-1)> | a(i-1),ai∈D,i = 2,3…n}基本操作：InitStack(&S)操作结果：构造一个空栈S。
DestroyStack(&S)初始结果：栈S已存在。
操作结果：销毁栈S。
ClearStack(&S)初始结果：栈S已存在。
操作结果：将S清为空栈。
StackLength(S)初始结果：栈S已存在。
操作结果：返回栈S的长度StackEmpty(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 GetTop(S,&e)初始条件：栈S已存在。
操作结果：若栈S不空，则以e返回栈顶元素e。
Push(&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。
Pop(&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。
StackTraverse(S,visit())初始条件：栈S已存在。
操作结果：从栈底到栈顶依次对S中的每个元素调用visit() }ADT Stack(2) 设定迷宫的抽象数据类型为：ADT maze{数据对象： D = {a(i,j) | a(i,j)∈{0,1}，0=<i<=m+1,0=<j<=n+1,m,n<=10}数据关系：R = {M，N}M = {<a(i-1,j)，a(i,j)>|a(i-1,j)，a(i,j)∈D,i=1,2,…,m+1,j=0,1,…n+1}N = {<a(i,j-1),a(i,j)> | a(i,j-1),a(i,j)∈D,I = 0,1,…m+1,j = 1,2,…n+1}基本操作：InitMaze(&M,maze,m,n)初始条件：二维数组maze[m+1][n+1] 已存在，其中自第一行至第m+1行、每行中自第一列至第n+1列的元素已有值，并且以值0表示通路，以值1表示障碍。
操作结果：构成迷宫的字符型数组，以字符0表示通路，以字符1障碍，并在迷宫四周加上一圈障碍。
MazePath(&M)初始条件：迷宫M已被赋值。
操作结果：若迷宫M中存在一条通路，则按如下规定改变迷宫M的状态：以数字0代表可通过，数字1代表不可通过.6.模块划分(1) 主程序模块：void main(){int sto[M][N];struct mark start,end; //start,end入口和出口的坐标int add[4][2]={{0,1},{1,0},{0,-1},{-1,0}};//行增量和列增量initmaze(sto);//建立迷宫printf("输入入口的横坐标,纵坐标[逗号隔开]\n");scanf("%d,%d",&start.x,&start.y);printf("输入出口的横坐标,纵坐标[逗号隔开]\n");scanf("%d,%d",&end.x,&end.y);MazePath(start,end,sto,add); //find pathsystem("PAUSE");}(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，建立迷宫，求解迷宫的一条路径。
7.源程序代码:#include"stdafx.h"#include<stdio.h>#include<cstdlib>#include<ctime>int ** CreateArr(int m, int n){//创建动态全局二维数组int i;int **p;p = (int**)malloc(sizeof(int*)*m);for (i = 0; i < m; i++){p[i] = (int*)malloc(sizeof(int)*n);}return (p);}int **MAZE;int **MARK;int **Q;int flag=0;void print(int step){int i,j;for(i=step;i>=1;i--){j=0;printf("(%d,%d),",Q[i][j],Q[i][j+1]);}printf("\n");}void backtrack(int x,int y,int step,int m,int n){ MARK[x][y]=1;int w,v;if(x==m && y==n){flag=1;Q[step][0]=x;Q[step][1]=y;print(step);return;}else{for( w=1;w>=-1;w--){for( v=1;v>=-1;v--){if(w!=0 || v!=0){x+=w;y+=v;step++;//第w，v个值可选Q[step][0]=x;Q[step][1]=y;if(MARK[x][y]==0 && MAZE[x][y]==0) backtrack(x,y,step,m,n);step--;x-=w;y-=v;}}}}return;}int main(){int m,n;printf("请输入迷宫的行数:\nm=");scanf_s("%d",&m);printf("请输入迷宫的列数:\nn=");scanf_s("%d",&n);MAZE = CreateArr(m + 2, n + 2);MARK = CreateArr(m + 2, n + 2);Q = CreateArr(m * n, 2);srand((unsigned)time(NULL));int i,j,p;for(i=0;i<=n+1;i++){//第0行用MAZE[0][i]=-5;MAZE[m+1][i]=-5;}for(i=0;i<=m+1;i++){//第0列不用MAZE[i][0]=-5;MAZE[i][n+1]=-5;}for(i=1;i<m+1;i++){//其余的随机生成0或1 for(j=1;j<n+1;j++){p=rand()%10%2;//x的值为0或1MAZE[i][j]=p;}}MAZE[1][1]=0;//入口为0MAZE[m][n]=0;//出口为0for(i=1;i<m+1;i++){//0行0列不显示for(j=1;j<n+1;j++){printf("%d ",MAZE[i][j]);}printf("\n");}//递归中超界，对MARK[][]特殊处理for(i=1;i<m+1;i++){//MARK全体置为零for(j=1;j<n+1;j++){MARK[i][j]=0;}}for(i=0;i<=m+1;i++){MARK[i][n+1]=1;MARK[i][0]=1;}for(i=0;i<=n+1;i++){MARK[m+1][i]=1;MARK[0][i]=1;}MARK[1][1]=1;Q[1][0]=1;Q[1][1]=1;backtrack(1,1,1,m,n);printf("\n");if(flag==0)printf("THERE IS NO PATH.\n");return 0;}8．程序截图：9. 实验总结1、开始没有将M[n][m].start.end设置为MAZE 型数据的下属单元，使得各个迷宫操作的函数参数十分散杂，调试时各参数关系不易把握。