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={|ai-1,ai属于D,i=2,3,…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={|ai-1,j,ai,j属于D,i=1,2,…M,j=0,1,…N}

COL={|ai,j-1,ai,j属于D,i=0,1,…M,j=1,2,…N}

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

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