课程设计报告示例：迷宫求解

安徽建筑大学

课程设计报告

课程名称：数据结构与算法课程设计

题目：迷宫求解

院系：数理系

专业：信息与计算数学

班级：

学号：

姓名：

时间：

目录

一、需求分析 (2)

1.问题描述： (2)

2.基本要求 (2)

二、概要设计 (3)

1.数据结构 (3)

2.程序模块 (3)

3.算法设计 (5)

三、详细设计 (7)

1.数据类型定义 (7)

2.函数实现代码 (7)

3.函数之间的调用关系 (7)

四、调试分析 (7)

五、用户手册 (8)

六、测试结果 (8)

七、参考文献 (9)

八、附录 (9)

迷宫求解题目：

以一个m×n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)以二维数组存储迷宫数据；

(2)求得的通路以二元组( i , j )的形式输出，其中（i, j）指示迷宫中的一个坐标。

一、需求分析

1. 问题描述：

在迷宫中求出从入口到出口的路径。经分析，一个简单的求解方法是：从入口出发，沿某一方向进行探索，若能走通，则继续向前走；否则沿原路返回，换一方向再进行搜索，直到所有可能的通路都探索到为止。即所谓的回溯法。

求迷宫中从入口到出口的所有路径是一个经典的程序设计问题。由于计算机解迷宫时，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。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应用“栈”也就是自然而然的事了。

假设“当前位置”指的是“在搜索过程中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；若该通道块的四周四个方块均“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”四周四个方向（东、南、西、北）上相邻的方块。

2. 基本要求

（1）以二维数组maze.adr[m+1][n+1]表示迷宫，其中mg[0][j]和mg[m+1][j](0 j n)及mg[i][0]和mg[i][n](0 i m)为添加的一圈障碍，数组中以元素值为0表示通路，1表示障碍，限定迷宫大小m,n 10。

（2）用户以文件的形式输入迷宫的数据：文件中第一行的数据为迷宫的行数m

和列数n;从第2行至第m+1行（每行n个数）为迷宫值，同一行的两个数之间用空

白字符相隔。

（3）迷宫入口为（1，1），出口为（m,n）。

（4）每次移动只能从一个无障碍的单元到周围8个方向上任意无障碍的单元，编制程序给出一条通过迷宫的路径或报告一个“无法通过”的信息。

（5）本程序只求出一条成功的通路。

3．测试数据见下表，当入口为（1，1）时，出口为（8，8）

用一个字符类型的二微数组表示迷宫，数组中的每个元素表示一个小方格，取值“0”（表示可以进出）或“1”（表示不可以进出）

随机产生一个8*8的迷宫，其中使用迷宫障碍坐标如下：

（1，3），（1，7），（2，3），（2，7），（3，5），（3，6），

（4，3），（4，4），（5，4），（6，2），（6，6），（7，2），（7，3），

（7，4），（7，6），（7，7），（8，1）。

二、概要设计

1. 数据结构

栈（stack）是限定仅在表尾进行插入或删除操作的线性表。因此，对栈来说，表尾端有特殊含义，称为栈顶（top）,相应的，表头端称为栈底（bottom）。不含元素的空表称为空栈。

假设栈S=（a1,a2,…，an），则称a1为栈底元素，an为栈顶元素。栈的修改是按后进先出的原则进行的。因此，栈又称为后进先出（List In First Out）的线性表。

在迷宫问题中，假设以栈S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”。

基本操作的函数原型说明。

2. 程序模块

栈的顺序存储表示

#define StackSize 100 //假定预分配的栈空间最多为100个元素

typedef char DataType;//假定栈元素的数据类型为字符

typedef struct{

DataType data[StackSize];

int top;

}SeqStack;

基本操作的算法描述

（1）置栈空

void InitStack（SeqStack *S）

{//将顺序栈置空

S->top=-1;

}

（2）判栈空

int StackEmpty（SeqStack *S）

{

return S->top==-1;

}

（3）判栈满

int StackFull（SeqStack *SS）

{

return S->top==StackSize-1;

}

（4）进栈

void Push（S，x）

{

if (StackFull(S))

Error("Stack overflow"); //上溢，退出运行

S->data[++S->top]=x;//栈顶指针加1后将x入栈

}

（5）退栈