数据结构迷宫问答实验报告

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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。

数据结构(C语言版)实验报告(迷宫)

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。

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。

数据结构迷宫问题实验报告

数据结构迷宫问题实验报告

《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:********姓名:***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、实验内容用一个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>|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0Destroy(&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>|ai-1,j,ai,j属于D,i=1,2,…M,j=0,1,…N}COL={<ai,j-1,ai,j>|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。

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。

迷宫问题C 实验报告

迷宫问题C  实验报告

printf("输入迷宫列数 n(0<n<=20 输入 0 时退出) :\n"); scanf("%d",&n); if(m==0||n==0||m>20||n>20) { printf("行列数输入不合要求!"); break; } int move[4][2]={{0,1},{1,0},{0,-1},{-1, 0}}; typedef struct { int x,y; }position; char maze[22][22]; position stack[10000]; int x,y,i,ok; int top; position p; srand(time(0)); for(x=1;x<=m;x++) for(y=1;y<=m;y++) maze[x][y]=48+rand()%2; maze[1][1]='0';maze[m][n]='0'; for(x=0;x<=m+1;x++) { maze[x][0]='1';maze[x][n+1]='1'; } for(y=0;y<=m+1;y++) { maze[0][y]='1';maze[m+1][y]='1'; } p.x=1;p.y=1; top=1;stack[top]=p; maze[1][1]='.'; do{ p=stack[top]; ok=0;i=0; while((ok==0)&&(i<4)) { x=p.x+move[i][0]; y=p.y+move[i][1]; if(maze[x][y]=='0') { p.x=x;p.y=y;

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。

迷宫问题实验报告

迷宫问题实验报告

JButton cSize = new JButton("改变大小"); JTextField jt2 = new JTextField("10", 10); JTextField jt1 = new JTextField("10", 10); JButton jb = new JButton("查找路径"); JLabel edit = new JLabel(); JRadioButton RMatrix = new JRadioButton("编辑地图"); JRadioButton RStart = new JRadioButton(" 设置起始点"); JRadioButton REnd = new JRadioButton(" 设置终止点"); ButtonGroup bg = new ButtonGroup();
《数据结构》课程设计报告
姓名 徐健 学号 54090505 成绩 2009 级 指导教师 5班 组 实验室: 提交日期
8.23
实验题目:迷宫问题 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。 ) 问题解析(对问题的分析、理解和解题方法 问题解析(对问题的分析、理解和解题方法) : 迷宫问题是一类很经典的问题,可以通过深度优先和广度优先进行搜索,广度 优先速度更快,处理节点更少,而广度优先中的 A*算法更是加入成本判断使得搜 索速度更快,而且得到的解往往很接近最优解 .A*算法也是游戏中寻路的主要算 法. 由于的 A*算法的诸多优势,我选择它作为这次课程的算法.Βιβλιοθήκη 算法部分:Astar.java

数据结构_迷宫求解_实验报告 北邮

数据结构_迷宫求解_实验报告 北邮

数据结构实验报告实验名称:实验二——利用栈结构实现迷宫求解问题学生姓名:班级:班内序号:学号:日期:2012年11月19日一、实验目的1、进一步掌握指针、模板类、异常处理的使用2、掌握栈的操作的实现方法3、掌握队列的操作的实现方法4、学习使用栈解决实际问题的能力5、学习使用队列解决实际问题的能力二、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”的方法三、程序分析1、存储结构栈存储结构;示意图;2、关键算法分析A、绘制迷宫;伪代码:1、输出迷宫的大小及全部设置为障碍;2、根据键盘的输入绘制迷宫的路线,起始点和终点;void draw()//绘制迷宫障碍{k=getch();switch(int(k)){case 105://上if(by>5){by--;j--;}break;case 107://下if(by<M+4){by++;j++;}break;case 106://左if(bx>2){bx=bx-2;i--;}break;case 108://右if(bx<2*N){bx=bx+2;i++;}break;case 114://'R'路map[i][j]=0;cout<<".";break;case 119://'W'墙map[i][j]=-3;cout<<"■";break;case 115://'S'起点s[0].x=i;//起点入栈s[0].y=j;top=1;map[i][j]=-1;cout<<k;break;case 101://'E'终点map[i][j]=-2;cout<<k;break;}gotoxy(bx,by);}B、路径寻找伪代码;1、向某一方向查找是否有路;2、如有遍历一下栈,看是否已经进栈,一进栈就舍弃,寻求下一个;无就让其进栈。

数据结构(C语言版)实验报告(迷宫)

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

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

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2 数据结构实验报告

迷宫问题2 数据结构实验报告

南昌航空大学实验报告课程名称:数据结构实验名称:实验三、四:栈和队列应用—迷宫问题班级:学生姓名:学号:指导教师评定:签名:题目:假设迷宫由m行n列构成,有一个入口和一个出口,入口坐标为(1,1),出口坐标为(m,n),试找出一条从入口通往出口的最短路径。

设计算法并编程输出一条通过迷宫的最短路径或报告一个“无法通过”的信息。

要求:用栈和队列实现,不允许使用递归算法。

一、需求分析1.用户可以根据自己的需求进行输入所需的迷宫,其中1表示迷宫的墙壁,0表示迷宫的通路,从而建立自己的迷宫;或则使用程序中提供的迷宫。

其中用栈和队列的基本操作完成迷宫问题的求解;2.用户还可以自己设计迷宫的入口坐标,当然也可以设计出口了,但是应该在合法范围内;3.用户进入菜单页面选择输入迷宫的状态(0:表示用户根据自己的需求创建迷宫: 1:表示用户使用程序提供的迷宫; 2:表示退出程序状态)4.程序执行的命令包括:(1)构造栈sqmaze (2)构造抽象迷宫数组maze (3)选择自己要的迷宫(4)输出迷宫(5)在迷宫中寻找一条最短的通路(6)打印出所找到的最短通路(输出搜索结果)二、概要设计⒈为实现上述算法,需要线性表的抽象数据类型:ADT Stack {数据对象:D={a i:|a i∈ElemSet,i=1…n,n≥0}数据关系:R1={<a i-1,a i>|a i-1,a i∈D,i=2,…n≥0}基本操作:initstack(& S)操作结果:构造一个空的栈S。

StackLength(S)初始条件:栈S已经存在操作结果:返回S中数据元素的个数。

Stackempty(S)初始条件:栈S已经存在操作结果:判断S中是否为空,若为空,则返回TURE,否则FALSE。

GetTop(S,&e)初始条件:栈S已存在且不为空操作结果:用e返回S的栈顶的元素。

Push(&S ,e)初始条件:栈S已存在操作结果:插入元素e为新的栈顶元素。

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、实验目的本次迷宫实验的主要目的是通过实际操作和算法实现,深入理解数据结构在解决复杂问题中的应用。

具体来说,我们希望通过构建迷宫并寻找可行路径,掌握栈和队列等数据结构的基本原理和操作,提高对算法设计和分析的能力。

二、实验环境本次实验使用的编程语言为C++,开发工具为Visual Studio 2019。

操作系统为 Windows 10。

三、实验原理(一)迷宫的表示迷宫可以用二维数组来表示,数组中的每个元素表示迷宫中的一个单元格。

0 表示通路,1 表示墙壁。

(二)搜索算法1、深度优先搜索(DFS)从起始点开始,沿着一个方向尽可能深入地探索,直到无法前进或达到目标点,然后回溯。

2、广度优先搜索(BFS)从起始点开始,逐层向外扩展搜索,先访问距离起始点近的节点。

(三)数据结构的选择1、栈(用于 DFS)栈具有后进先出的特点,适合模拟深度优先搜索的回溯过程。

2、队列(用于 BFS)队列具有先进先出的特点,适合模拟广度优先搜索的逐层扩展过程。

四、实验步骤(一)初始化迷宫首先,定义一个二维数组来表示迷宫,并随机生成迷宫的布局,确保有可行的路径从起始点到终点。

(二)选择搜索算法根据需求选择深度优先搜索或广度优先搜索算法。

(三)实现搜索算法1、深度优先搜索(1)创建一个栈来存储待探索的节点。

(2)将起始节点入栈。

(3)当栈不为空时,取出栈顶节点进行探索。

(4)如果是目标节点,结束搜索;否则,将其相邻的可通行节点入栈。

(5)如果没有可通行的相邻节点,将栈顶节点出栈,回溯。

2、广度优先搜索(1)创建一个队列来存储待探索的节点。

(2)将起始节点入队。

(3)当队列为空时,结束搜索。

(4)取出队头节点进行探索。

(5)将其相邻的可通行节点入队。

(四)输出路径在搜索过程中,记录每个节点的前一个节点,以便在找到目标节点后回溯输出路径。

五、实验结果与分析(一)实验结果展示分别使用深度优先搜索和广度优先搜索算法找到了从起始点到终点的路径,并输出了路径的坐标。

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。

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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姓名:刘沛航一、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、实验内容用一个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>|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>|ai-1,j,ai,j属于D,i=1,2,…M,j=0,1,…N}COL={<ai,j-1,ai,j>|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falseVoid 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FALSEStatue 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FALSEStatue 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FALSEStatue 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FALSEVoid StackTraverse(SqStack &S,Status)(*Visit)(SElemType e))//从栈顶依次对S中的每个节点调用函数Visit4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do{if( Pass(maze,curpos) ){ //如果当前位置可以通过,即是未曾走到的通道块 FootPrint(maze,curpos); //留下足迹e = CreateSElem(curstep,curpos,1); //创建元素Push(s,e);if( PosEquare(curpos,end) ) return TRUE;curpos =NextPos(curpos,1); //获得下一节点: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 && !StackEmpty(s) ){MarkPrint(maze,e.seat); Pop(s,e); //留下不能通过的标记,并退回步 }if(e.di<4){e.di++; Push(s,e); //换一个方向探索curpos = NextPos(e.seat,e.di); //设定当前位置是该方向上的相块 }//if}//if}//else}while(!StackEmpty(s));return FALSE;}//MazePath四、程序调试分析1.首先呢,想自己读入数据的,回来发现那样,很麻烦,所以还是事先定义一个迷宫。

2.栈的元素类型一开始有点迷惑,后来就解决了3.本题中三个主要算法;InitMaze,MazePath和PrintMaze 的时间复杂度均为O(m*n)本题的空间复杂度也是O(m*n)五、用户使用说明1.本程序运行在windows系列的操作系统下,执行文件为:Maze_Test.exe。

六、程序运行结果1.建立迷宫:2.通过1功能建立8*8的迷宫后,通过2功能继续建立迷宫内部:通过建立自己设定单元数目建立迷宫内墙。

3.通过3功能观察已建立的迷宫结构:4.通过4功能确立迷宫起点和终点:(此处像我们随机选择4,4和2,7分别为起点终点)5.执行5功能,判断是否有路径走出迷宫:这种情况无法走出迷宫。

我们再次观察图像设4,4和1,6分别为起点终点,再运行5功能。

观察到可以成功解开迷宫步数从1依次开始。

七、程序清单#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#include<malloc.h>// 迷宫坐标位置类型typedef struct{int x; // 行值int y; // 列值}PosType;#define MAXLENGTH 25 // 设迷宫的最大行列为25typedef int MazeType[MAXLENGTH][MAXLENGTH]; // 迷宫数组[行][列]typedef struct // 栈的元素类型{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"(0~3表示东~北)}SElemType;// 全局变量MazeType m; // 迷宫数组int curstep=1; // 当前足迹,初值为1#define STACK_INIT_SIZE 10 // 存储空间初始分配量#define STACKINCREMENT 2 // 存储空间分配增量// 栈的顺序存储表示typedef struct SqStack{SElemType *base; // 在栈构造之前和销毁之后,base的值为NULL SElemType *top; // 栈顶指针int stacksize; // 当前已分配的存储空间,以元素为单位}SqStack; // 顺序栈// 构造一个空栈Sint InitStack(SqStack *S){// 为栈底分配一个指定大小的存储空间(*S).base = (SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType)); if( !(*S).base )exit(0);(*S).top = (*S).base; // 栈底与栈顶相同表示一个空栈(*S).stacksize = STACK_INIT_SIZE;return 1;}// 若栈S为空栈(栈顶与栈底相同的),则返回1,否则返回0。

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