数据结构迷宫问题实验报告
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《数据结构与算法设计》迷宫问题实验报告
——实验二
专业:物联网工程
班级:物联网1班
学号:15180118
:沛航
一、实验目的
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、实验容
用一个m*m长方阵表示迷宫,0和1分别表示迷宫中的通路和障碍。设计一个程序对于任意设定的迷宫,求出一条从入口到出口的通路,或得出没有通路的结论。
三、程序设计
1、概要设计
(1)设定栈的抽象数据类型定义
ADT Stack{
数据对象:D={ai|ai属于CharSet,i=1、2…n,n>=0}
数据关系:R={
基本操作:
InitStack(&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
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 Destroy(&S)
初始条件:栈已经存在
操作结果:销毁栈s
}ADT Stack
(2)设定迷宫的抽象数据类型定义
ADT yanshu{
数据对象:D={ai,j|ai,j属于{‘’、‘*’、‘’、‘#’},0<=i<=M,0<=j<=N}
数据关系:R={ROW,COL}
ROW={
COL={
基本操作:
InitMaze(MazeType &maze, int a[][COL], int row, int col){
初始条件:二维数组int a[][COL],已经存在,其中第1至第m-1行,每行自第1到第n-1列的元素已经值,并以值0表示障碍,
值1表示通路。
操作结果:构造迷宫的整形数组,以空白表示通路,字符‘0’表示
障碍
在迷宫四周加上一圈障碍
MazePath(&maze){
初始条件:迷宫maze已被赋值
操作结果:若迷宫maze中存在一条通路,则按如下规定改变maze的状态;以字符‘*’表示路径上的位置。字符‘’表示
‘死胡同’;否则迷宫的状态不变
}
PrintMaze(M){
初始条件:迷宫M已存在
操作结果:以字符形式输出迷宫
}
}ADTmaze
(3)本程序包括三个模块
a、主程序模块
void main()
{
初始化;
构造迷宫;
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
2、详细设计
(1)坐标位置类型:
typedef struct{
int row;//迷宫中的行
int col;//......的列
}PosType;//坐标
(2)迷宫类型:
typedef struct{
int m,n;
int arr[RANGE][RANGE];
}MazeType;//迷宫类型
void InitMaze(MazeType &maze, int a[][COL], int row, int col)\
//设置迷宫的初值,包括边缘一圈的值
Bool MazePath(MazeType &maze,PosType start, PosType end) //求解迷宫maze中,从入口start到出口end的一条路径//若存在,则返回true,否则返回false
Void PrintMaze(MazeType maze)
//将迷宫打印出来
(3)栈类型:
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;//栈的元素类型
typedef struct{
SElemType *base;
SElemType *top;
int stacksize;
}SqStack;
栈的基本操作设置如下:
Void InitStack(SqStack & S)
//初始化,设S为空栈(S.top=NUL)
Void DestroyStack(Stack &S)
//销毁栈S,并释放空间
Void ClearStack(SqStack & S)
//将栈S清空
Int StackLength(SqStack &S)
//返回栈S的长度
Status StackEmpty(SqStack &S)
?、若S为空栈(S.top==NULL),则返回TRUE,否则返回FALSE
Statue GetTop(SqStack &S,SElemType e)
//r若栈S不空,则以e待会栈顶元素并返回TRUE,否则返回FALSE
Statue Pop(SqStack&S,SElemType e)
//若分配空间成功,则在S的栈顶插入新的栈顶元素s并返回TRUE
//否则栈不变,并返回FALSE
Statue Push(SqStack&S,SElemType &e)
//若分配空间程控,则删除栈顶并以e带回其值,则返回TRUE
//否则返回FALSE
Void StackTraverse(SqStack &S,Status)(*Visit)(SElemType e))
//从栈顶依次对S中的每个节点调用函数Visit
4求迷宫路径的伪码算法:
Status MazePath(MazeType &maze,PosType start, PosType end){ //求解迷宫maze中,从入口start 到出口end的一条路径
InitStack(s);
PosType curpos = start;
int curstep = 1;//探索第一部