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 zhan2、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,PosType curpos);//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t ypedef 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：参考文献[1] 严蔚敏、吴伟民：《数据结构（C语言版）》[M]，清华大学出版社 2007年版[2] 谭浩强：《C语言设计（第三版）》[M]，清华大学出版社 2005年版心得体会通过这段时间的课程设计，本人对计算机的应用，数据结构的作用以及C 语言的使用都有了更深的了解。

尤其是C语言的进步让我深刻的感受到任何所学的知识都需要实践，没有实践就无法真正理解这些知识以及掌握它们，使其成为自己的财富。

在设计此程序时，刚开始感到比较迷茫，然后一步步分析，试着写出基本的算法，思路渐渐清晰，最后完成程序。

当然也遇到不少的问题，也正是因为这些问题引发的思考给我带了收获。

在遇到描写迷宫路径的算法时，我感到有些困难，后来经过一步步分析和借鉴书本上的穷举求解的算法，最后把算法写出来。

这次课程设计让我更加深入了解很多方面的知识，如数组的运用等等。

在程序的编写中不要一味的模仿，要自己去摸索，只有带着问题反复实践，才能熟练地掌握和运用。

附录、源代码#include <stdio.h> //头文件#include <malloc.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#define OK 1 //宏定义#define ERROR 0#define OVERFLOW -2typedef int Status; //函数的返回值typedef int DirectiveType; //下一个通道方向 #define STACK_INIT_SIZE 500 //栈的最大值#define STACKINCREMENT 10 //增量//-----------存储结构typedef struct{int row;int col;}PosType;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{SElemType *base;SElemType *top;int stacksize;}SqStack;//栈的存储typedef struct{int arr[10][10];}MazeType;//迷宫类型//---------函数声明Status InitStack(SqStack &S);Status Pop(SqStack &S,SElemType &e);Status Push(SqStack &S,SElemType e);Status StackEmpty(SqStack S);Status MazePath(MazeType &maze,PosType start,PosType end); Status Pass(MazeType maze,PosType curpos);Status FootPrint(MazeType &maze,PosType curpos);PosType NextPos(PosType curpos,DirectiveType di);Status MarkPrint(MazeType &maze,PosType curpos);Status print(MazeType maze);void main(){PosType start,end;MazeType a;printf("请输入迷宫数据\n");for(int i=0;i<10;i++) //接受输入的迷宫数据{for(int j=0; j<10;j++){scanf("%d",&a.arr[i][j]);}}printf("请输入起始位置：行列 "); // 用户自定义起始点与终点scanf("%d%d",&start.row,&start.col);printf("请输入结束位置：行列 ");scanf("%d%d",&end.row,&end.col);if(MazePath(a,start,end)) //寻找路径print(a);elseprintf("没有找到路径\n");}Status InitStack(SqStack &S){S.base=(SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType)); // 为栈申请存储地址if(!S.base)exit(OVERFLOW);S.top=S.base;S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;return OK;}//end InitStackStatus Pop(SqStack &S,SElemType &e){if(S.top==S.base)return ERROR;e=*(S.top-1);//如果没有这句话就会在原地打转，导致在死胡同堵死S.top--;return OK;}//end PopStatus Push(SqStack &S,SElemType e){*S.top=e;S.top++;return OK;}//end PushStatus StackEmpty(SqStack S){if(S.top==S.base)return OK;elsereturn ERROR;}//end StackEmptyStatus MazePath(MazeType &maze,PosType start,PosType end){PosType curpos;curpos=start;int curstep=1;SElemType e;SqStack S;InitStack(S);do{if(Pass(maze,curpos)) //当前位置可以通过，即未曾走过的模块{e.step=curstep;e.seat=curpos;e.di=1;FootPrint(maze,curpos);//留下足迹Push(S,e); //加入到路径栈中if(curpos.col==end.col&&curpos.row==end.row)//达到终点（出口）return OK;curpos=NextPos(curpos,1);//下一位置是当前位置的东邻curstep++;//探索下一步}//end ifelse{ //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，并回退一步}//end whileif(e.di<4){e.di++;// 换一个方向探索Push(S,e);curpos=NextPos(e.seat,e.di);//设定当前位置是该新方向的相邻快}//end if}//end if}//end else}while(!StackEmpty(S));//end ifprintf("\n\n");for(int i=0;i<10;i++){for(int j=0; j<10;j++){printf("%d ",maze.arr[i][j]);}printf("\n");}return ERROR;}//end MazePathStatus Pass(MazeType maze,PosType curpos){if(maze.arr[curpos.row][curpos.col]==0)//判断当前路径对应数组值是否等于0，即当前路径是否可通 return OK;elsereturn ERROR;}Status FootPrint(MazeType &maze,PosType curpos){maze.arr[curpos.row][curpos.col]=2;//为当前路径留下可以通过的标志return OK;}//end PassPosType NextPos(PosType curpos,DirectiveType di){PosType pos = curpos;switch(di){case 1:pos.col++; //向东寻找break;case 2:pos.row++; //向西寻找break;case 3:pos.col--; //向南寻找break;case 4:pos.row--; //向北寻找break;}return pos;}//end NextPosStatus MarkPrint(MazeType &maze,PosType curpos) {maze.arr[curpos.row][curpos.col]=3;//为当前路径留下不可通过的标志return OK;}//end MarkPrintStatus print(MazeType maze) //迷宫的输出显示{int i,j;printf("\n\n");for(i=0;i<10;i++){for(j=0; j<10;j++){switch(maze.arr[i][j]){case 0: printf(" ");break;case 1: printf("1 ");break;case 2: printf("# ");break;case 3: printf(" ");break;}//end swith}//end 内层forprintf("\n");}//end 外层forreturn OK;}//end print。