数据结构-迷宫实验报告

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数据结构迷宫实验报告

数据结构迷宫实验报告

一、实验目的1. 了解回溯法在求解迷宫问题中的应用。

2. 进一步掌握栈、队列等数据结构在解决实际问题中的应用。

3. 提高编程能力,锻炼逻辑思维能力。

二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:C++3. 开发环境:Visual Studio 2019三、实验内容1. 迷宫问题概述迷宫问题是指寻找从迷宫入口到出口的路径,且路径上不能有障碍物。

迷宫问题在计算机科学中具有广泛的应用,如路径规划、图论等。

2. 迷宫表示方法迷宫可以用二维数组表示,其中0表示通路,1表示障碍。

例如,以下迷宫可以用以下二维数组表示:```0 1 0 0 10 1 0 1 00 0 0 0 01 1 1 1 00 0 0 0 0```3. 回溯法求解迷宫问题回溯法是一种在解决问题过程中,通过递归尝试所有可能的路径,直到找到一条正确的路径或确定没有正确路径为止的方法。

4. 实验步骤(1)定义迷宫:创建一个二维数组表示迷宫,初始化为通路(0)和障碍(1)。

(2)初始化栈:创建一个栈,用于存储当前路径。

(3)从入口开始,按照上、下、左、右的顺序探索迷宫,每次探索前,将当前位置压入栈中。

(4)判断当前位置是否为出口,如果是,则输出路径并结束程序;如果不是,继续探索。

(5)如果当前位置为障碍或已访问过,则回溯到上一个位置,继续探索其他路径。

(6)重复步骤(3)至(5),直到找到一条从入口到出口的路径或确定没有正确路径为止。

5. 实验结果通过实验,成功实现了使用回溯法求解迷宫问题,并输出了一条从入口到出口的路径。

四、实验分析1. 时间复杂度分析在迷宫中,每个位置最多被访问一次,因此,时间复杂度为O(mn),其中m和n分别为迷宫的长和宽。

2. 空间复杂度分析实验中使用了栈来存储路径,栈的最大深度为迷宫的宽度,因此,空间复杂度为O(n)。

五、实验总结通过本次实验,我对回溯法在求解迷宫问题中的应用有了更深入的了解,同时也提高了编程能力和逻辑思维能力。

迷宫探路系统实验报告(3篇)

迷宫探路系统实验报告(3篇)

第1篇一、实验背景迷宫探路系统是一个经典的计算机科学问题,它涉及到算法设计、数据结构以及问题求解等多个方面。

本实验旨在通过设计和实现一个迷宫探路系统,让学生熟悉并掌握迷宫问题的求解方法,提高算法实现能力。

二、实验目的1. 理解迷宫问题的基本概念和求解方法。

2. 掌握深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)算法的原理和实现。

3. 了解A搜索算法的基本原理,并能够实现该算法解决迷宫问题。

4. 学会使用数据结构如栈、队列等来辅助迷宫问题的求解。

三、实验原理迷宫问题可以通过多种算法来解决,以下为三种常用的算法:1. 深度优先搜索(DFS):DFS算法通过递归的方式,沿着一条路径深入搜索,直到遇到死胡同,然后回溯并尝试新的路径。

DFS算法适用于迷宫的深度较深,宽度较窄的情况。

2. 广度优先搜索(BFS):BFS算法通过队列实现,每次从队列中取出一个节点,然后将其所有未访问过的邻接节点加入队列。

BFS算法适用于迷宫的宽度较宽,深度较浅的情况。

3. A搜索算法:A算法结合了DFS和BFS的优点,通过估价函数f(n) = g(n) +h(n)来评估每个节点的优先级,其中g(n)是从起始点到当前节点的实际代价,h(n)是从当前节点到目标节点的预估代价。

A算法通常能够找到最短路径。

四、实验内容1. 迷宫表示:使用二维数组表示迷宫,其中0表示通路,1表示障碍。

2. DFS算法实现:- 使用栈来存储路径。

- 访问每个节点,将其标记为已访问。

- 如果访问到出口,输出路径。

- 如果未访问到出口,回溯到上一个节点,并尝试新的路径。

3. BFS算法实现:- 使用队列来存储待访问的节点。

- 按顺序访问队列中的节点,将其标记为已访问。

- 将其所有未访问过的邻接节点加入队列。

- 如果访问到出口,输出路径。

4. A算法实现:- 使用优先队列来存储待访问的节点,按照f(n)的值进行排序。

- 访问优先队列中的节点,将其标记为已访问。

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。

迷宫问题实验报告doc

迷宫问题实验报告doc

迷宫问题实验报告篇一:迷宫问题实验报告武汉纺织大学数学与计算机学院数据结构课程设计报告迷宫问题求解学生姓名:学号:班级:指导老师:报告日期:一、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。

二、需求分析 1、以二维数组maze[10][10]表示迷宫,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,但现在只提供10*10大小迷宫。

2、迷宫的入口和出口需由用户自行设置。

3、以长方形矩阵的形式将迷宫及其通路输出,输出中“#”表示迷宫通路,“1”表示障碍。

4、本程序只求出一条成功的通路。

但是只要对函数进行小量的修改,就可以求出其他全部的路径。

5、程序执行命令为:(1)输入迷宫;(2)、求解迷宫;(3)、输出迷宫。

三、概要设计1、设定栈的抽象数据类型定义:ADT zhan{ 基本操作:InitStack(SqStack &S)操作结果:构造一个空栈 push(*s,*e)初始条件:栈已经存在操作结果:将e所指向的数据加入到栈s中 pop(*s,*e)初始条件:栈已经存在操作结果:若栈不为空,用e返回栈顶元素,并删除栈顶元素 getpop(*s,*e)初始条件:栈已经存在操作结果:若栈不为空,用e返回栈顶元素stackempty(*s)初始条件:栈已经存在操作结果:判断栈是否为空。

若栈为空,返回1,否则返回0 }ADT zhan 2、设定迷宫的抽象数据类型定义 ADT migong{基本操作:Status print(MazeType maze); //显示迷宫Status Pass(MazeType maze,PosType curpos); //判断当前位置是否可通Status FootPrint(MazeType &maze,PosTypecurpos);//标记当前位置已经走过Status MarkPrint(MazeType &maze,PosType curpos); //标记当前位置不可通PosType NextPos(PosType curpos,DirectiveTypedi); // 进入下一位置}ADT yanshu3、本程序包括三个模块 a、主程序模块 void main() {初始化;迷宫求解;迷宫输出; }b、栈模块——实现栈的抽象数据类型c、迷宫模块——实现迷宫的抽象数据类型四、流程图五、数据结构typedef struct //位置结构 { int row; //行位置 int col; //列位置 }PosType;typedef struct//迷宫类型{ int arr[10][10]; }MazeType;typedef struct {int step; //当前位置在路径上的"序号"PosType seat; //当前的坐标位置DirectiveType di; //往下一个坐标位置的方向}SElemType;typedef struct // 栈类型{SElemType *base; //栈的尾指针SElemType *top;//栈的头指针 int stacksize;//栈的大小}SqStack;六、调试结果和分析a) 测试结果实际程序执行过程如下图所示:篇二:迷宫实验实验报告迷宫实验一.摘要迷宫实验主要是要探讨研究一个人只靠自己的动觉,触觉和记忆获得信息的情况下,如何学会在空间中定向。

数据结构-迷宫实验报告

数据结构-迷宫实验报告

v1.0 可编辑可修改云南大学软件学院数据结构实验报告(本实验项目方案受“教育部人才培养模式创新实验区(X3108005)”项目资助)实验难度: A □ B □ C □实验难度 A □ B □ C □承担任务(难度为C时填写)指导教师评分(签名)【实验题目】实验4.数组的表示极其应用【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:(l,1,1),(1,2,2),(2,2,2),(3,2,3),(3,1,2),…。

•(下面的内容由学生填写,格式统一为,字体: 楷体, 行距: 固定行距18,字号: 小四,个人报告按下面每一项的百分比打分。

难度A满分70分,难度B满分90分)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)本实验的目的是设计一个程序,实现手动或者自动生成一个n×m矩阵的迷宫,寻找一条从入口点到出口点的通路。

我们将其简化成具体实验内容如下:选择手动或者自动生成一个n×m的迷宫,将迷宫的左上角作入口,右下角作出口,设“0”为通路,“1”为墙,即无法穿越。

假设从起点出发,目的为右下角终点,可向“上、下、左、右、左上、左下、右上、右下”8个方向行走。

如果迷宫可以走通,则用“■”代表“1”,用“□”代表“0”,用“→”代表行走迷宫的路径。

输出迷宫原型图、迷宫路线图以及迷宫行走路径。

如果迷宫为死迷宫,输出信息。

可以二维数组存储迷宫数据,用户指定入口下标和出口下标。

数据结构之迷宫实训报告

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

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。

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。

数据结构迷宫问题实验报告

数据结构迷宫问题实验报告

数据结构迷宫问题实验报告数据结构迷宫问题实验报告一、引言本实验旨在通过实现一个迷宫问题的解决方案,来深入理解数据结构的应用和算法的设计与实现。

通过本实验,我们将探索不同迷宫问题的解决方法,并比较它们的效率和优劣。

二、背景知识2·1 数据结构在本实验中,我们将使用图作为数据结构,用于构建迷宫的表示。

迷宫中的每个位置都将表示为一个节点,每个节点之间的连接将表示为边。

这样,我们就可以通过图的遍历算法来寻找迷宫的解。

2·2 算法为了解决迷宫问题,我们将使用深度优先搜索 (DFS) 算法和广度优先搜索 (BFS) 算法。

DFS 算法通过回溯的方式逐步向前,直到找到迷宫的终点或者无法继续前进为止。

BFS 算法则通过广度优先的方式逐层遍历,直到找到迷宫的终点为止。

三、实验方法3·1 实验设计本实验将分为以下几个步骤:1·构建迷宫图:根据给定的迷宫地图,将其转化为一个图的表示,并为每个位置添加节点和边。

2·实现 DFS 算法:编写一个使用 DFS 算法来解决迷宫问题的函数。

3·实现 BFS 算法:编写一个使用 BFS 算法来解决迷宫问题的函数。

4·测试算法效果:使用不同的迷宫地图测试实现的算法,并比较它们的运行时间和解的质量。

3·2 实验步骤1·根据给定的迷宫地图,将其转化为图的表示。

可以使用邻接矩阵或邻接表存储图的结构。

2·实现一个深度优先搜索算法,用于解决迷宫问题。

可以使用递归或栈来实现回溯。

3·实现一个广度优先搜索算法,用于解决迷宫问题。

可以使用队列来实现层次遍历。

4·使用不同的迷宫地图测试实现的算法。

记录每个算法的运行时间,并比较它们的解的质量。

四、实验结果与分析4·1 运行时间对比通过测试不同迷宫地图的运行时间,我们得到如下结果:●DFS 算法平均运行时间为 X 毫秒。

●BFS 算法平均运行时间为 Y 毫秒。

迷宫实验实验报告

迷宫实验实验报告

迷宫实验实验报告摘要:本实验旨在探究迷宫实验对于动物行为的影响以及其对学习与记忆的作用。

实验中,我们利用一个简单的迷宫设计,观察大鼠在迷宫中的表现,并通过记录数据和分析结果来评估其学习和记忆能力。

通过本实验,我们希望能进一步理解迷宫实验在研究生物行为方面的应用和意义。

引言:迷宫实验是一种常见的实验方法,用于研究生物在特定环境条件下的空间学习和记忆能力。

迷宫实验通过观察动物在迷宫中的行为来评估其对空间信息的感知、学习和记忆能力。

在迷宫实验中,动物需要通过探索和记忆来找到迷宫的出口,从而获得奖励,或避开惩罚。

材料与方法:我们使用的迷宫是一个简单的十字迷宫,由透明的塑料材料构成,尺寸为50厘米×50厘米。

迷宫的出口位于其中一个臂膀的末端,而其他臂膀则是封闭的。

实验中使用的动物是实验室中选取的健康成年大鼠。

实验过程分为三个阶段:训练阶段、测试阶段和记忆阶段。

训练阶段中,我们将大鼠放置在迷宫的入口处,观察其行为并记录时间,直到它找到迷宫的出口。

如果大鼠在30分钟内找不到出口,我们将它返回初始位置。

训练阶段总共进行了10次,每次间隔一天。

在测试阶段,我们采取相同的方法,观察大鼠寻找迷宫出口的表现。

测试阶段记录的数据将用于评估大鼠的学习能力和记忆能力。

在记忆阶段,我们将大鼠置于迷宫的入口处,观察其是否能够快速找到迷宫的出口。

这一阶段将继续进行数天,以评估大鼠在记忆方面的表现。

结果:通过对实验数据的分析,我们得出以下结果:1. 在训练阶段,大鼠的学习能力逐渐增强,平均每次找到迷宫出口的时间缩短。

《数据结构》上机实验报告(迷宫求解)

《数据结构》上机实验报告(迷宫求解)
#include<queue>
using namespace std;
#define OVERFLOW 0
#define OK 1
#define ERROE 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define SIZE 102//迷宫的最大范围
typedef int Status;
{
if(!Pass(start,mg))printf("些位置不能为“起点”!\n");
else printf("输入有误!\n");
printf("请输入“起点”坐标(1~%d)用空格分隔:",size-2);
scanf("%d %d",&start.x,&start.y);
{
PosType E;
switch(dir){
case 1:E.x=e.x-1; //向左
E.y=e.y;
break;
case 2:E.x=e.x; //向上
E.y=e.y-1;
break;
case 3:E.x=e.x+1; //向右
E.y=e.y;
break;
case 4:E.x=e.x; //向下
}
mg[start.y][start.x]=0;
mg[end.y][end.x]=0; //将入口、出口设置为"0"即可通过
}
Status Pass(PosType e,int mg[SIZE][SIZE])
{
if (mg[e.y][e.x]==0) //0时可以通过
return OK; //如果当前位置是可以通过,返回1

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-迷宫问题数据结构实验迷宫问题在计算机科学领域,数据结构实验是我们深入理解和应用各种数据结构和算法的重要途径。

而迷宫问题,作为一个经典且富有挑战性的课题,不仅能够检验我们对数据结构的掌握程度,还能锻炼我们的逻辑思维和问题解决能力。

迷宫,通常是一个由墙壁和通道组成的复杂网络。

想象一下,在一个封闭的空间里,有无数的岔路和死胡同,我们的目标是从起点找到通往终点的正确路径。

这听起来似乎简单,但当面对实际的迷宫结构时,情况就变得复杂起来。

为了解决迷宫问题,我们首先需要一种合适的数据结构来表示迷宫。

常见的选择是使用二维数组。

我们可以将迷宫中的每个位置表示为数组中的一个元素,用特定的值来表示通道、墙壁或者已经访问过的位置。

接下来,就是选择合适的算法来探索迷宫。

深度优先搜索(DepthFirst Search,简称DFS)和广度优先搜索(BreadthFirst Search,简称 BFS)是两种常用的方法。

深度优先搜索就像是一个勇往直前的探险家,一旦选择了一个方向,就会一直走下去,直到走不通或者到达终点。

它的特点是深入探索,可能会在一条路径上走得很远,但也容易陷入死胡同。

不过,正是这种勇往直前的精神,使得它在一些复杂的迷宫中有可能快速找到一条路径。

广度优先搜索则更加稳健和全面。

它会先逐层地探索迷宫,就像一层一层地剥开洋葱。

从起点开始,先访问距离起点最近的所有节点,然后再逐步向外扩展。

这种方法能够保证找到的路径是最短的,但在计算资源和时间上的消耗可能会相对较大。

在实际的编程实现中,我们需要定义一些辅助的数据结构来记录已经访问过的节点、待访问的节点以及当前的路径等信息。

比如,使用一个栈来实现深度优先搜索,使用一个队列来实现广度优先搜索。

当我们运行算法来解决迷宫问题时,程序会不断地探索各个位置,判断是否是墙壁、是否已经访问过,然后根据搜索策略决定下一步的走向。

这个过程中,会不断地更新迷宫的状态和相关的记录信息。

数据结构上机报告(迷宫)

数据结构上机报告(迷宫)

数据结构上机报告(迷宫)迷宫求解小组成员问题提出:利用栈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:问题分析及算法设计:1.迷宫中有障碍物的地方设置为1, 没有障碍物的地方设置为0;2.设起点下标为(1,1), 终点下标为(10,8);3.从起点出发(起点入栈), 栈中存放走过的路径(坐标);4.每次取栈顶元素, 在其上下左右中选一个能走通的且没有走过的点入栈;5.若该点为终点;则结束, 输出路径;6.若上下左右都不通或已走过, 则出栈, 栈空, 则走不通。

一.程序设计:1.用户手册:2.运行程序;3.根据提示, 在“请输入迷宫矩阵, <10*10>: ”后输入迷宫矩阵;4.按enter键, 根据提示, 在“请输入起始点<0~9>: ”后输入起始点;5.按enter键, 根据提示, 在“请输入结束点<0~9>: ”后输入结束点;6.按enter键, 即可得出最短路径的长度和最短路径的坐标表示;关闭操作窗口, 结束运行。

附图例:二.调试报告:附录: 程序代码:#include<iostream>using namespace std;struct Point{int x;int y;int pre;};void Copy(Point &a, Point &b){a.x =b.x;a.y =b.y;a.pre =b.pre;}struct Queue{Point p[100];int head=0;int tail=0;};void Append(Queue &d, Point p){d.p[d.tail].x = p.x;d.p[d.tail].y = p.y;d.p[d.tail].pre = p.pre;d.tail++;}void Delete(Queue &d,Point &a){Copy(a, d.p[d.head]);d.head++;}struct Stack{Point q[100];int head=0;};void push(Stack &s, Point p){s.q[s.head].x = p.x;s.q[s.head].y = p.y;s.head++;}void pop(Stack &s){s.head--;cout << "(" << s.q[s.head].x << "," << s.q[s.head].y << ")" << endl; }class Maze{public:Point p0;Point pn;int m[10][10];int i=0;int l;public:void Initp0();void Initpn();void pdp0pn();void InitM();void kz(Queue &Q,Point a);};void main(){int u=0;Queue Q;Stack S;Maze M;M.InitM();M.Initp0();Point a = M.p0;M.Initpn();Append(Q, a);while (1){if (u == 1)break;M.l = Q.tail;while (Q.head < M.l){Delete(Q,a);if (a.x == M.pn.x&&a.y == M.pn.y){u = 1;break;}else{M.kz(Q, a);M.m[a.x][a.y] = 1;}}M.i++;}cout <<"最短路径的长度为: "<< M.i-1 << endl;cout << "最短路径为: " << endl;while (a.pre>=0){push(S, a);a = Q.p[a.pre];}push(S,M.p0);while (S.head>0){pop(S);}}void Maze::Initp0(){cout << "请输入起始点(0~9):" << endl;cin >> p0.x >> p0.y;}void Maze::Initpn(){cout << "请输入结束点(0~9):" << endl;cin >> pn.x >> pn.y;}void Maze::InitM(){cout << "请输入迷宫矩阵(10*10):" << endl;for (int i = 0; i < 10; i++){for (int j = 0; j < 10; j++)cin >> m[i][j];}}void Maze::pdp0pn(){if (m[p0.x][p0.y] == 1 || m[pn.x][pn.y] == 1)cout << "输入的点不符合条件。

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)。

数据结构迷宫问题实验报告

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。

数据结构课程设计报告 迷宫问题

数据结构课程设计报告 迷宫问题

吉林大学软件学院课程设计报告课程名称:数据结构课程设计课程题目:迷宫问题姓名:***学号: ********软件学院2009级《数据结构》课程设计题目一: 迷宫问题[实验目的]综合运用数组、递归等数据结构知识,掌握、提高分析、设计、实现及测试程序的综合能力。

[实验内容及要求]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)根据二维数组,输出迷宫的图形。

(2)探索迷宫的四个方向:RIGHT为向右,DOWN向下,LEFT向左,UP向上,输出从入口到出口的行走路径。

[测试数据]左上角(1,1)为入口,右下角(8,9)为出口。

[实现方法]可使用回溯方法,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而未能到达出口,则所设定的迷宫没有通路。

[具体思路及结果]首先,事先声明好矩阵,矩阵长宽,栈顶元素,矩阵点左边等。

然后,要求用户尽享交互输入迷宫(maze)各个点处的值(1或0)保存并初始化栈顶元素,置所有方向数为下。

之后,一比较整洁大方的形式打印原迷宫供用户查看。

同时,开始本程序的重点,回溯算法,以1,2,3,4分别表示下上左右。

多次使用for循环寻找可以到达出口的路径,期间分别先后试探下,左,上,右置已经走过的点为2防止死循环,寻找完后存在TOP[]栈中。

最后,打印找到的当前迷宫路径并以(坐标1)——>(坐标2)的形式输出路径,并且在原迷宫的基础上表示出当前找到的路径,以#代表走过的路径0代表没有障碍的地方,1代表障碍,画出迷宫路径图,并且立刻执行下一次循环,寻找下一条可通过的路径,并还原迷宫图,继续寻找路径知道找到所有解后自动退出。

[具体代码]#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define n1 5#define n2 5typedef struct node{int x;//存x坐标int y;//存y坐标int c;//存该点可能的下点所在的方向,表示向1表示向下,2左,3向上,4向右}linkstack;linkstack top[25];int rows=0;int cols=0;int i,j,k,m,p,q=0;int maze[n1][n2];void main(){for(p=0;p<=n1-1;p++){for(q=0;q<=n2-1;q++){printf("请输入第%d行第%d列的数\n",p+1,q+1);scanf("%d",&maze[p][q]);}}//初始化top[],置所有方向为下for(i=0;i<n1 * n2;i++){top[i].c=1;}printf("the maze is:\n");//打印原迷宫for(i=0;i<n1;i++){for(j=0;j<n2;j++)printf(maze[i][j]?"1 ":"0 ");printf("\n");}i=0;top[i].x=0;top[i].y=0;maze[0][0]=2;//回溯算法do{if(top[i].c<5) //还可以向前试探{if(top[i].x==4&&top[i].y==4) //已找到一个组合{ //打印路径printf("The way %d is:\n",m++);for(j=0;j<=i;j++){printf("(%d,%d)-->",top[j].x,top[j].y);}printf("\n");//打印选出路径的迷宫for(j=0;j<n1;j++){for(k=0;k<n2;k++){if(maze[j][k]==0)printf("0 ");else if(maze[j][k]==2) printf("# ");else printf("1 ");}printf("\n");}maze[top[i].x][top[i].y]=0;top[i].c=1;i--;top[i].c+=1;continue;}switch(top[i].c) //向前试探{case 1:{if(maze[top[i].x][top[i].y+1]==0)//下{i++;top[i].x=top[i-1].x;top[i].y=top[i-1].y+1;maze[top[i].x][top[i].y]=2;}else{top[i].c+=1;}break;}case 2:{if(maze[top[i-1].x-1][top[i].y]==0)//左{i++;top[i].x=top[i-1].x-1;top[i].y=top[i-1].y;maze[top[i].x][top[i].y]=2;}else{top[i].c+=1;}break;}case 3:{if(maze[top[i].x][top[i].y-1]==0)//上{i++;top[i].x=top[i-1].x;top[i].y=top[i-1].y-1;maze[top[i].x][top[i].y]==2;}else{top[i].c+=1;}break;}case 4:{if(maze[top[i].x+1][top[i].y]==0)//右{i++;top[i].x=top[i-1].x+1;top[i].y=top[i-1].y;maze[top[i].x][top[i].y]=2;}else{top[i].c+=1;}break;}}}else //回溯{if(i==0) return; //已找完所有解maze[top[i].x][top[i].y]=0;top[i].c=1;i--;top[i].c+=1;}}while(1);}[程序效果图]。

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-迷宫

数据结构实验报告-迷宫

数据结构实验报告实验名称:实验二- 迷宫学生姓名:班级:班内序号:学号:日期:年月日1.实验要求利用栈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。

提示:1、可以使用递归或非递归两种方法实现2、老鼠能够记住已经走过的路,不会反复走重复的路径3、可以自己任意设置迷宫的大小和障碍4、使用“穷举求解”的方法2. 程序分析设置一个迷宫,通过构建一个栈,通过push或pop栈元素探索一条走出迷宫的路径,并打印出结果。

2.1 存储结构栈2.2 关键算法分析1.设置一个迷宫,其大小用障碍物用数组表示。

数组中有障碍物的地方设置为1,没有障碍物的地方设置为0.2.构建一个栈,栈的结点有两个元素data和next。

有其top指针初始化为空。

3.构建一个结构数组Coord,开始时通过push函数加入老鼠最开始的位置栈元素并将top指针上移,指向加入栈的那个元素。

并将该数组中该位置标记为3.将该数组的x,y传入data。

4.并探索出口的下一步:判断老鼠的左右上下是否可走。

并重复这个过程。

直到找到出口,并打印结果。

Push如图:5.3. 程序运行结果及程序框图4.总结在做这个程序的时候,曾遇到很多困扰的地方,各种修改。

我觉得这次实验是一次有趣的体验。

既让我感受到了成功的喜悦,又让我学到了好多东西。

我很开心,也将继续这样努力着。

我期待着,成为一名较专业的“程序员”之后,我可以写出更好的东西,其实就算是一个看起来很简单的程序,也可以添加很多功能来,并且我认为,编程会不停地更新,我们可以不停地更新自己的程序,让程序更好、更简洁。

这就是我的目的,我会一直加油。

4.3下一步改进完善程序,实现输出所有路径。

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。

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云南大学软件学院数据结构实验报告(本实验项目方案受“教育部人才培养模式创新实验区(X3108005)”项目资助)实验难度: A □ B □ C □实验难度 A □ B □ C □承担任务(难度为C时填写)指导教师评分(签名)【实验题目】实验4.数组的表示极其应用【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:(l,1,1),(1,2,2),(2,2,2),(3,2,3),(3,1,2),…。

•(下面的内容由学生填写,格式统一为,字体: 楷体, 行距: 固定行距18,字号: 小四,个人报告按下面每一项的百分比打分。

难度A满分70分,难度B满分90分)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)本实验的目的是设计一个程序,实现手动或者自动生成一个n×m矩阵的迷宫,寻找一条从入口点到出口点的通路。

我们将其简化成具体实验内容如下:选择手动或者自动生成一个n×m的迷宫,将迷宫的左上角作入口,右下角作出口,设“0”为通路,“1”为墙,即无法穿越。

假设从起点出发,目的为右下角终点,可向“上、下、左、右、左上、左下、右上、右下”8个方向行走。

如果迷宫可以走通,则用“■”代表“1”,用“□”代表“0”,用“→”代表行走迷宫的路径。

输出迷宫原型图、迷宫路线图以及迷宫行走路径。

如果迷宫为死迷宫,输出信息。

可以二维数组存储迷宫数据,用户指定入口下标和出口下标。

为处理方便起见,可在迷宫的四周加一圈障碍。

对于迷宫中任一位置,均可约定有东、南、西、北四个方向可通。

•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)1. 设定迷宫的抽象数据类型定义:ADT Maze {数据对象:D = { ai, j | ai, j∈ { ‘■’、‘□’、‘※’、‘→’、‘←’、‘↑’、‘↓’ } , 0≤ i≤row+1, 0≤j≤col+1, row,col≤18 }数据关系:R = { ROW, COL }ROW = { < ai-1, j , ai, j> | ai-1, j, ai, j∈D, i=1, … , row+1, j=0, … ,col+1}COL = { < ai, j-1, ai, j> | ai, j-1, ai, j∈D, i=0, … , row+1, j=1, … ,col+1}基本操作:Init_hand_Maze( Maze, row, col)初始条件:二维数组Maze[][]已存在。

操作结果:手动初始化迷宫,0表示通路,1表示障碍。

Init_automatic_Maze( Maze, row, col)初始条件:二维数组Maze[][]已存在。

操作结果:自动初始化迷宫,0表示通路,1表示障碍。

PrintMaze( Maze)初始条件:迷宫Maze已存在。

操作结果:将迷宫输出到屏幕,“□”表示通路,“■”表示障碍。

MazePath( Maze)初始条件:迷宫Maze已存在。

操作结果:计算路径。

PrintPath( Maze)初始条件:迷宫Maze已存在。

操作结果:若迷宫存在一条通路,将路径输出至屏幕,以“→”“←”“↑”“↓”表示可行路径,“※”表示途径过却无法到达出口的位置;若不存在通路,报告相应信息。

} ADT Maze;2. 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 = { < ai-1, ai> | ai-1, ai∈D, i=2, … , n}基本操作: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:在栈S的栈顶插入新的栈顶元素e。

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。

} ADT Stack;3. 本程序包含三个模块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。

4各模块之间的调用关系如下:主程序模块栈模块三、【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。

)1. 迷宫与栈类型int maze[M][N], row, col ;typedef struct 栈操作函数void Init_hand_Maze(int maze[M][N],int m,int n){int i,j;for(i=1;i<=m+1;i++)for(j=1;j<=n+1;j++){maze[i][j]=1;}cout<<"请按行输入迷宫,0表示通路,1表示障碍:"<<endl;for(i=1;i<m+1;i++)for(j=1;j<n+1;j++)cin>>maze[i][j];for(i=1;i<m+1;i++){for(j=1;j<n+1;j++){if(maze[i][j]!=0&&maze[i][j]!=1){cout<<" 您输入有误,请重新输入";Init_hand_Maze(maze,m,n);}}}}时间复杂度为O(m*n)void Init_automatic_Maze(int maze[M][N],int m,int n) 求解迷宫Status MazePath(Stack &S, MazeType &e, int maze[M][N], int m, int n){do{if(maze[][]==0)打印路径int PrintPath(Stack S,int maze[M][N],int row,int col){if=={cout<<"\n===============================================\n";cout<<"此迷宫无解\n\n";return ERROR;}MazeType e;while!={Pop(S,e);maze[][]=+10);}cout<<"\n===============================================\n";cout<<"路径为:"<<endl;int i,j;for(i=1;i<row+1;i++){for(j=1;j<col+1;j++){switch(maze[i][j]){case 0:cout<<"□";break;case 1:cout<<"■";break;case 2:cout<<"※";break;case 10:cout<<"→";break;case 11:cout<<"↓";break;case 12:cout<<"←";break;case 13:cout<<"↑";break;}}cout<<endl;}cout<<"完成!"<<endl;return OK;}5. 主函数int main(){switch(i){case 1:Init_hand_Maze(maze,m,n);PrintMaze(maze,m,n);InitStack(S);MazePath(S,start,maze,,;PrintPath(S,maze,m,n);break;case 2:Init_automatic_Maze(maze,m,n);PrintMaze(maze,m,n);InitStack(S);MazePath(S,start,maze,,;PrintPath(S,maze,m,n);break;case 3:cycle=(-1);break;default:cout<<"\n";cout<<"你的输入有误!\n";break;}}}四、【测试结果(Testing)】(10%)(本部分应包括:对实验的测试结果,应具体列出每次测试所输入的数据以及输出的数据,并对测试结果进行分析总结)手动生成迷宫寻找路径结果正确。

自动声称迷宫寻找路径结果正确。

四、【实验总结】(10%)(本部分应包括:自己在实验中完成的任务,注意组内的任意一位同学都必须独立完成至少一项接口的实现;对所完成实验的经验总结、心得)1. 本次实验核心算法明晰,思路明确,易于实现。

遇到的问题是,迷宫的外围若未设置障碍,用此程序采用的求解迷宫路径的算法无法获得正确结果。

2. 本程序的MazePath算法代码不够简洁,但不影响算法实现。

3. 本次实验由于时间问题和知识水平有限,还存在一些问题,比如:界面比较单调,整个程序的功能还不完善,还有界面做的有些简单,菜单没有做好,可进行的操作太少,这些都有待进一步改善。

4.本次实验使我对迷宫游戏的原理有了一定的了解,但做出的结果离真正的迷宫还有很大差距,还需要进一步完善,需要自己课下学习更多的知识。

五、【项目运作描述(Operate)】(10%)(本部分应包括:项目的成本效益分析,应用效果等的分析。

)本程序可基本实现题目的要求,但仍不够完善。

比如对于有多种路径的迷宫只能显示一条路径,当输入的路径超过范围时只能取前几个范围内的数据,而无法将这一消息告诉用户,这些问题还有待解决。

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