数据结构课程设计—迷宫问题

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数据结构课程设计迷宫问题求解

数据结构课程设计迷宫问题求解

数据结构课程设计迷宫问题求解正文:一、引言在数据结构课程设计中,迷宫问题求解是一个经典且常见的问题。

迷宫问题求解是指通过编程实现在迷宫中找到一条从起点到终点的路径。

本文将详细介绍如何用数据结构来解决迷宫问题。

二、问题分析1.迷宫定义:迷宫是由多个格子组成的矩形区域,其中包括起点和终点。

迷宫中的格子可以是墙壁(无法通过)或者通道(可以通过)。

2.求解目标:在给定的迷宫中,找到从起点到终点的一条路径。

3.输入:迷宫的大小、起点坐标、终点坐标以及墙壁的位置。

4.输出:从起点到终点的路径,或者提示无解。

三、算法设计1.基础概念a) 迷宫的表示:可以使用二维数组来表示迷宫,数组的元素可以是墙壁、通道或者路径上的点。

b) 坐标系统:可以使用(x, y)来表示迷宫中各个点的坐标。

c) 方向定义:可以用上、下、左、右等四个方向来表示移动的方向。

2.深度优先搜索算法(DFS)a) 算法思想:从起点开始,沿着一个方向一直走到无法继续为止,然后回退到上一个点,再选择其他方向继续探索。

b) 算法步骤:i) 标记当前点为已访问。

ii) 判断当前点是否为终点,如果是则返回路径;否则继续。

iii) 遍历四个方向:1.如果该方向的下一个点是通道且未访问,则继续向该方向前进。

2.如果该方向的下一个点是墙壁或已访问,则尝试下一个方向。

iv) 如果四个方向都无法前进,则回退到上一个点,继续向其他方向探索。

3.广度优先搜索算法(BFS)a) 算法思想:从起点开始,逐层向外探索,直到找到终点或者所有点都被访问。

b) 算法步骤:i) 标记起点为已访问,加入队列。

ii) 循环以下步骤直到队列为空:1.取出队首元素。

2.判断当前点是否为终点,如果是则返回路径;否则继续。

3.遍历四个方向:a.如果该方向的下一个点是通道且未访问,则标记为已访问,加入队列。

iii) 如果队列为空仍未找到终点,则提示无解。

四、算法实现1.选择合适的编程语言和开发环境。

数据结构程序设计(迷宫问题)

数据结构程序设计(迷宫问题)

数据结构程序设计(迷宫问题)数据结构程序设计(迷宫问题)一、引言迷宫问题是计算机科学中常见的问题之一,它涉及到了数据结构的设计和算法的实现。

本文将介绍迷宫问题的定义、常见的解决算法和程序设计思路。

二、问题定义迷宫问题可以描述为:给定一个迷宫,迷宫由若干个连通的格子组成,其中有些格子是墙壁,有些格子是路径。

任务是找到一条从迷宫的起点(通常是左上角)到终点(通常是右下角)的路径。

三、基本数据结构1.迷宫表示:迷宫可以使用二维数组来表示,数组中的每个元素代表一个格子,可以用0表示路径,用1表示墙壁。

2.坐标表示:可以使用二维坐标表示迷宫中的每一个格子,使用(x, y)的形式表示。

四、算法设计1.深度优先搜索算法:深度优先搜索算法可以用来解决迷宫问题。

算法从起点开始,尝试向四个方向中的一个方向前进,如果可以移动则继续向前,直到到达终点或无法继续移动。

如果无法继续移动,则回溯到上一个节点,选择另一个方向继续搜索,直到找到一条路径或者所有路径都已经探索完毕。

2.广度优先搜索算法:广度优先搜索算法也可以用来解决迷宫问题。

算法从起点开始,先将起点加入队列,然后不断从队列中取出节点,并尝试向四个方向中的一个方向移动,将新的节点加入队列。

直到找到终点或者队列为空,如果队列为空则表示无法找到路径。

五、程序设计思路1.深度优先搜索算法实现思路:a) 使用递归函数来实现深度优先搜索算法,参数为当前节点的坐标和迷宫数据结构。

b) 判断当前节点是否为终点,如果是则返回成功。

c) 判断当前节点是否为墙壁或已访问过的节点,如果是则返回失败。

d) 将当前节点标记为已访问。

e) 递归调用四个方向,如果存在一条路径则返回成功。

f) 如果四个方向都无法找到路径,则将当前节点重新标记为未访问,并返回失败。

2.广度优先搜索算法实现思路:a) 使用队列保存待访问的节点。

b) 将起点加入队列,并标记为已访问。

c) 不断从队列中取出节点,尝试向四个方向移动,如果新的节点未被访问过且不是墙壁,则将新的节点加入队列,并标记为已访问。

数据结构课程设计报告-迷宫求解

数据结构课程设计报告-迷宫求解

数据构造课程设计陈述------迷宫问题求解学号:1315925375姓名:刘晓龙班级:13移动1班指点先生:钱鸽目次一.需求剖析1二.数据构造21. 数据构造设计斟酌22. 逻辑构造存储构造3三.算法设计3四.调试剖析8五.程序实现及测试8六.领会及缺少之处9七.参考文献9八.源代码10一.需求剖析本课程设计是解决迷宫求解的问题,从进口动身,顺某一偏向向前摸索,若能走通,则持续往前走;不然沿原路退回,换一个偏向再持续摸索,直至所有可能的通路都摸索到为止.为了包管在任何地位上都能沿原路退回,显然须要用一个落后先出的构造来保管从进口到当前地位的路径.是以,在求迷宫通路的算法中要运用“栈”的思惟假设“当前地位”指的是“在搜刮进程中的某一时刻地点图中某个方块地位”,则求迷宫中一条路径的算法的根本思惟是:若当前地位“可通”,则纳入“当前路径”,并持续朝“下一地位”摸索,即切换“下一地位”为“当前地位”,如斯反复直至到达出口;若当前地位“不成通”,则应顺着“来向”退回到“前一通道块”,然后朝着除“来向”之外的其他偏向持续摸索;若该通道块的周围4个方块均“不成通”,则应从“当前路径”上删除该通道块.所谓“下一地位”指的是当前地位周围4个偏向(上.下.左.右)上相邻的方块.假设以栈记载“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”的操纵即为“当前地位入栈”;“从当前路径上删除前一通道块”的操纵即为“出栈”.二.数据构造1. 数据构造设计斟酌1) 树立一个二维数组暗示迷宫的路径(0暗示通道,1暗示墙壁);2) 创建一个栈,用来存储“当前路径”,即“在搜刮进程中某一时刻地点图中某个方块地位”.2. 逻辑构造存储构造1) 创建一个Int类型的二维数组int maze[n1][n2],用来存放0和1 (0暗示通道,1暗示墙壁);2) 创建一个构造体用来储存数组信息构造体:typedef struct//迷宫内部设置{int shu[16][16];int row;int col;}Maze;创造一个链栈struct node{int row;int col;struct node *next;};三.算法设计起首,创建数组的大小,此数组大小请求用户本身输入.具体算printf("输出神宫的外形!\n");scanf("%d%d",&x,&y);Maze m;CreatInit(&m,x,y);函数:void CreatInit(Maze *m,int x,int y)//创建迷宫{printf("please input number:\n");int i,j;for(i=0;i<=x;i++){for(j=0;j<=y;j++)m->shu[i][j] = 2;}for(i=1;i<=x;i++)for(j=1;j<=y;j++)scanf("%d",&m->shu[i][j]);m->row = x;m->col = y;}个中的0和1分离是暗示通路和障碍,界说的数组其实就是迷宫的其次,产生迷宫,算法:for(i=1;i<=x;i++){for(j=1;j<=y;j++)printf("%d\t",m.shu[i][j]);printf("\n");}最后,迷宫寻路,在寻路的时刻,我们应从输入的进口地位进出神宫,当迷宫的进口处有障碍或者出口被堵,再或者没有通路时全部程序停止,并输出迷宫无解的提醒.假如迷宫求解进程中没有消失无解情形,那么在求解的进程中,会输出迷宫的通路路径,并且输出坐标值,让运用者更清晰路径的走法.在寻路的进程中,每走过一个格,谁人格得知就会被赋值为-1,用来标识表记标帜此处已走过,免除了来往返回的重走,以免消失逝世轮回,如许程序就能从进口进入到迷宫当中.假如在迷宫当中没有通路的话,可以停止轮回输出“迷宫无解!”,则当迷宫假如消失有解时,就会输出路径.如许就简略的实现了,有解无解的输出.从而实现了请求的程序!代码如下:while((x1 >= 1 && x1 <= x) || (y1 >= 1 && y1 <= y)){if(x1 == x2 && y1 == y2){break;}if(m.shu[x1][y1+1] == 0 ) {y1=y1+1;push(x1,y1);m.shu[x1][y1] = -1; continue;}if(m.shu[x1-1][y1]==0 ) {x1=x1-1;push(x1,y1);m.shu[x1][y1] = -1; continue;}if(m.shu[x1][y1-1]==0 ) {y1=y1-1;push(x1,y1);m.shu[x1][y1]= -1;continue;}if(m.shu[x1+1][y1]==0 ){x1=x1+1;push(x1,y1);m.shu[x1][y1]= -1;continue;}pop();if(p->next==NULL)break;x1=p->row;y1=p->col;}if(x1 == x2 && y1 == y2){while(p->next != NULL){printf("%d %d\n",p->row,p->col); pop();}}elseprintf("No Answer !!!");个中要追求所有的通路,在这里则运用了一个while轮回,如许可以找到所有的通路.图解剖析:整体流程图:迷宫内部操纵流程图:四.调试剖析第一个问题,在刚开端的调试进程中,我们碰到了,无法断定走过的旅程,从而消失了逝世轮回,导致程序不克不及正常进行,但是经由我们的评论辩论,我们想出用标识表记标帜的办法来解决,也就是让走过的旅程全给标示了,如许就不会再走反复的路.第二个问题,就是性用菜单来实现操纵,那样程序的操纵性就会更强,所以我们就要把所有的办法,给写成一个个的函数来挪用,如许就碰到了参量传递的问题,但是经由我们的参考以及从书本上的实例,我们慢慢地更深的懂得到了参量传递的运用,那么这个问题也就水到渠成了.从此我们实现了菜单操纵!五.程序实现及测试运行界面:开端界面六.领会及缺少之处经由过程此次课程设计,是我对于数据构造有了更深的懂得,更新的熟悉.数据构造是一门主要的课程,只稀有据构造学得扎实了,才干对于盘算机有更深的运用,所以学好数据构造是很主要的.经由两周的上机设计,我实现了简略的迷宫求解,可以或许简略的实现求解进程.但是还消失着缺少之处,本程序不克不及轮回履行,只能履行一次.有待改良!七.参考文献1.《数据构造(c说话版) 》严蔚敏清华大学出版社2.《数据构造试验教程》李业丽.郑良斌《数据构造》高教出版社3.《数据构造习题》李春保清华大学出版社4.《数据构造习题》严蔚敏清华大学出版社5.《C说话与数据构造》王立柱清华大学出版社6.《数据构造(C说话篇)习题与解析》李春保清华大学出版社.八.源代码#include <stdio.h>#include <stdlib.h>typedef struct//迷宫内部设置{int shu[16][16];int row;int col;}Maze;struct node{int row;int col;struct node *next;};struct node *p;void push(int x1,int y1){struct node *a;a=(struct node *)malloc(sizeof(struct node)); a->row=x1;a->col=y1;a->next=p;p=a;}void pop(void){struct node *q;q=p;p=p->next;free(q);}void CreatInit(Maze *m,int x,int y)//创建迷宫{printf("please input number:\n");int i,j;for(i=0;i<=x;i++){for(j=0;j<=y;j++)m->shu[i][j] = 2;}for(i=1;i<=x;i++)for(j=1;j<=y;j++)scanf("%d",&m->shu[i][j]);m->row = x;m->col = y;}void menu(){printf("\n*************************\n"); printf("迎接进出神宫\n");printf("1.进出神宫\n");printf("2.退出\n");}int main(void){int t;int x,y;int x1,y1;int x2,y2;int i,j;while(1){menu();printf("请选择:");scanf("%d",&t);if(t == 2)break;printf("输出神宫的外形!\n");scanf("%d%d",&x,&y);Maze m;CreatInit(&m,x,y);for(i=1;i<=x;i++){for(j=1;j<=y;j++)printf("%d\t",m.shu[i][j]);printf("\n");}printf("输入进口地位:");scanf("%d%d",&x1,&y1);printf("输入出口的地位:");scanf("%d%d",&x2,&y2);p=(struct node *)malloc(sizeof(struct node)); p->row=0;p->col=0;p->next=NULL;push(x1,y1);while((x1 >= 1 && x1 <= x) || (y1 >= 1 && y1 <= y)) {if(x1 == x2 && y1 == y2){break;}if(m.shu[x1][y1+1] == 0 ){y1=y1+1;push(x1,y1);m.shu[x1][y1] = -1;continue;}if(m.shu[x1-1][y1]==0 ){x1=x1-1;push(x1,y1);m.shu[x1][y1] = -1;continue;}if(m.shu[x1][y1-1]==0 ){y1=y1-1;push(x1,y1);m.shu[x1][y1]= -1; continue;}if(m.shu[x1+1][y1]==0 ) {x1=x1+1;push(x1,y1);m.shu[x1][y1]= -1; continue;}pop();if(p->next==NULL) break;x1=p->row;y1=p->col;}if(x1 == x2 && y1 == y2) {while(p->next != NULL) {printf("%d %d\n",p->row,p->col); pop();}}elseprintf("No Answer !!!");}return 0;}。

数据结构课程设计-迷宫问题(参考资料)

数据结构课程设计-迷宫问题(参考资料)

目录第一部分需求分析第二部分详细设计第三部分调试分析第四部分用户手册第五部分测试结果第六部分附录第七部分参考文献一、需求分析1、对于给定的一个迷宫,给出一个出口和入口,找一条从入口到出口的通路,并把这条通路显示出来;如果没有找到这样的通路给出没有这样通路的信息。

2、可以用一个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。

3、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)指示迷宫中的一个坐标,d表示走到下一坐标的方向。

4、由于迷宫是任意给定的,所以程序要能够对给定的迷宫生成对应的矩阵表示,所以程序的输入包括了矩阵的行数、列数、迷宫内墙的个数、迷宫内墙的坐标、所求的通路的入口坐标、出口坐标。

二、详细设计1、计算机解迷宫通常用的是“穷举求解“方法,即从人口出发,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。

可以二维数组存储迷宫数据,通常设定入口点的下标为(1,1),出口点的下标为(n,n)。

为处理方便起见,可在迷宫的四周加一圈障碍。

对于迷宫中任一位置,均可约定有东、南、西、北四个方向可通。

2、如果在某个位置上四个方向都走不通的话,就退回到前一个位置,换一个方向再试,如果这个位置已经没有方向可试了就再退一步,如果所有已经走过的位置的四个方向都试探过了,一直退到起始点都没有走通,那就说明这个迷宫根本不通。

3、所谓"走不通"不单是指遇到"墙挡路",还有"已经走过的路不能重复走第二次",它包括"曾经走过而没有走通的路"。

显然为了保证在任何位置上都能沿原路退回,需要用一个"后进先出"的结构即栈来保存从入口到当前位置的路径。

数据结构课程设计之迷宫

数据结构课程设计之迷宫

数据结构课程设计之迷宫迷宫是一种具有迷惑性和挑战性的游戏。

在数据结构课程设计中,迷宫也常常被用作一个有趣而且实用的案例。

在这篇文章中,我将探讨迷宫的设计和实现,以及如何利用数据结构来解决迷宫问题。

首先,让我们来思考一下迷宫的基本要素。

一个典型的迷宫由迷宫的墙壁、通道和出口组成。

墙壁是迷宫的边界,通道是迷宫的路径,而出口则是通往自由的大门。

在数据结构中,我们可以使用二维数组来表示迷宫的结构。

迷宫的墙壁可以用1表示,通道可以用0表示,而出口可以用特殊的标记来表示。

接下来,我们需要考虑如何生成一个随机的迷宫。

一种常见的方法是使用深度优先搜索算法。

该算法从一个起始点开始,不断地随机选择一个相邻的未访问过的格子,然后将当前格子和选择的格子之间的墙壁打通。

这个过程一直进行,直到所有的格子都被访问过为止。

这样,我们就可以生成一个随机的迷宫结构。

在迷宫的设计中,一个关键的问题是如何找到从起点到终点的路径。

这可以通过使用图的搜索算法来解决。

其中,广度优先搜索算法是一种常用的方法。

该算法从起点开始,逐层地向外搜索,直到找到终点为止。

在搜索过程中,我们需要使用一个队列来保存待访问的格子,以及一个数组来记录每个格子的访问状态。

当找到终点时,我们可以通过回溯的方式,从终点一直追溯到起点,得到一条路径。

除了寻找路径,我们还可以通过其他方式来解决迷宫问题。

例如,我们可以计算迷宫中每个格子到终点的最短距离。

这可以通过使用动态规划的方法来实现。

我们可以先将所有格子的距离初始化为一个很大的值,然后从终点开始,逐步更新每个格子的距离,直到到达起点为止。

这样,我们就可以得到每个格子到终点的最短距离。

此外,我们还可以利用数据结构来解决其他与迷宫相关的问题。

例如,我们可以使用并查集来判断迷宫中的两个格子是否连通。

我们可以使用堆来找到迷宫中的最短路径。

我们还可以使用哈希表来记录迷宫中每个格子的属性,如是否有陷阱或宝藏等。

在数据结构课程设计中,迷宫是一个非常有趣和实用的案例。

数据结构课程设计-迷宫问题

数据结构课程设计-迷宫问题

数据结构课程设计-迷宫问题正文:一、引言本文档旨在设计一个解决迷宫问题的数据结构课程项目。

迷宫问题是一个典型的寻路问题,要求从起点出发,在迷宫中找到一条路径到达终点。

迷宫由多个房间组成,这些房间之间通过门相连。

二、问题描述迷宫问题包含以下要素:1.迷宫的拓扑结构:迷宫由多个房间和门组成,每个房间有四面墙壁,每面墙壁可能有门或者是封闭的。

迷宫的起点和终点是预先确定的。

2.寻路算法:设计一个算法,在迷宫中找到一条从起点到终点的路径。

路径的选择标准可以是最短路径、最快路径或者其他约束条件。

3.可视化展示:实现一个可视化界面,在迷宫中展示起点、终点、路径,用于直观地演示解决方案。

三、设计思路1.数据结构设计:选择合适的数据结构来表示迷宫和路径,例如使用二维数组或者图来表示迷宫的拓扑结构,使用栈或队列来辅助寻路算法的实现。

2.寻路算法设计:可以使用深度优先搜索、广度优先搜索、Dijkstra算法、A算法等经典算法来实现寻路功能。

根据实际需求选择最合适的算法。

3.可视化展示设计:使用图形界面库(如Tkinter、Qt等)创建迷宫展示窗口,并实时更新迷宫的状态、路径的变化。

可以通过颜色、动画等方式增加交互性。

四、实现步骤1.创建迷宫:根据预设的迷宫大小,使用数据结构来创建对应的迷宫数据。

2.设定起点和终点:在迷宫中选择起点和终点的位置,将其标记出来。

3.寻路算法实现:根据选择的寻路算法,在迷宫中找到一条路径。

4.可视化展示:使用图形界面库创建窗口,并将迷宫、起点、终点、路径等信息展示出来。

5.更新迷宫状态:根据算法实现的过程,实时更新迷宫中的状态,并将路径显示在迷宫上。

附件:1.代码实现:包含迷宫创建、寻路算法实现和可视化展示的源代码文件。

2.演示视频:展示项目实际运行效果的视频文件。

法律名词及注释:1.数据结构:指在计算机科学中定义和组织数据的方式和方式的基础设施。

2.寻路算法:用于解决寻找路径的问题的算法。

(完整word版)数据结构课程设计(迷宫问题)

(完整word版)数据结构课程设计(迷宫问题)

课程设计报告课程名称数据结构课程设计课题名称迷宫问题专业班级学号姓名指导教师2012年6月9日课程设计任务书课程名称数据结构课程设计课题迷宫问题专业班级学生姓名学号指导老师审批任务书下达日期:2012年6月9日任务完成日期: 2012年6月16日一、设计内容与设计要求1.设计内容:1)问题描述以一个M*N的长方阵表示迷宫,0和1分别表示迷宫中的通路和墙壁。

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,或得出米有通路的结论。

2)基本要求a.实现一个以链表作存储结构的栈类型,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)指示迷宫中的一个坐标,d表示走到下一个坐标的方向。

b。

编写递归形式的算法,求得迷宫中所有可能的通路。

3)测试数据迷宫的测试数据如下:左上角(1,1)为入口,右下角(8,9)为出口。

4)实现提示计算机解迷宫通常用的是“穷举求解”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,则设定的迷宫没有通路。

可以二维数组存储迷宫数据,通常设定入口点的下标为(1,1),出口点的下标为(m,n)。

为处理方便起见,可在迷宫的四周加一圈障碍。

对于迷宫中任一位置,均可约定有东、南、西、北四个方向可通.2.设计要求:●课程设计报告规范1)需求分析a.程序的功能.b.输入输出的要求。

2)概要设计a.程序由哪些模块组成以及模块之间的层次结构、各模块的调用关系;每个模块的功能。

b.课题涉及的数据结构和数据库结构;即要存储什么数据,这些数据是什么样的结构,它们之间有什么关系等。

3)详细设计a。

采用C语言定义相关的数据类型.b。

写出各模块的类C码算法.c.画出各函数的调用关系图、主要函数的流程图.4)调试分析以及设计体会a.测试数据:准备典型的测试数据和测试方案,包括正确的输入及输出结果和含有错误的输入及输出结果。

数据结构实验-迷宫问题

数据结构实验-迷宫问题

数据结构实验-迷宫问题数据结构实验-迷宫问题1. 实验介绍1.1 实验背景迷宫问题是一个经典的搜索与回溯问题,在计算机科学中被广泛研究。

迷宫问题的目标是找到从起点到终点的最短路径或者判断是否存在路径。

1.2 实验目的通过实现迷宫问题的算法,掌握数据结构中的图和深度优先搜索算法的应用,加深对数据结构和算法的理解。

2. 实验内容2.1 迷宫问题的简介迷宫是由相互通道和障碍物组成的一种结构。

在迷宫中,我们需要找到一条从起点到终点的路径,路径只能通过通道通过,不能穿越障碍物。

2.2 迷宫问题的解决方法常见的解决迷宫问题的方法有深度优先搜索(DFS)、广度优先搜索(BFS)、A*算法等。

本实验将使用深度优先搜索算法来解决迷宫问题。

2.3 深度优先搜索算法的原理深度优先搜索是一种用于遍历或搜索图和树的算法。

它从初始节点开始遍历,然后沿着每个邻接节点继续遍历,直到找到目标节点或者无法继续遍历为止。

3. 实验步骤3.1 存储迷宫数据设计迷宫数据的存储结构,可以使用二维数组或者链表等数据结构来表示迷宫。

将迷宫数据保存在文件中,并提供读取文件的功能。

3.2 实现深度优先搜索算法使用递归或者栈来实现深度优先搜索算法。

在搜索过程中,需要判断当前位置是否为障碍物,是否越界,以及是否已经访问过。

3.3 寻找迷宫路径从起点开始进行深度优先搜索,逐步推进,直到找到终点或者无法找到路径为止。

记录搜索过程中的路径,并将结果保存。

3.4 输出结果将找到的路径输出到文件或者控制台,并可视化显示迷宫和路径。

4. 实验结果与分析在实验中,我们成功实现了迷宫问题的深度优先搜索算法。

经过测试,该算法可以快速找到迷宫的路径,并输出正确的结果。

5. 实验总结通过本次实验,我们加深了对数据结构中图和深度优先搜索算法的理解。

同时,我们也学习到了如何解决迷宫问题,并实现了相应的算法。

附件:无法律名词及注释:1. 著作权:指作者依法对其作品享有的财产权利和人身权利。

数据结构课程设计_迷宫求解

数据结构课程设计_迷宫求解

迷宫求解一.问题描述对迷宫问题的求解过程实际就是从入口开始,一步一步地走到出口的过程。

基本要求:输入一个任意大小的迷宫数据,用递归和非递归两种方法求出一条走出迷宫的路径,并将路径输出。

二.设计思路在本程序中用两种方法求解迷宫问题-非递归算法和递归算法。

对于非递归算法采用回溯的思想,即从入口出发,按某一方向向前探索,若能走通,并且未走过,则说明某处可以到达,即能到达新点,否则试探下一方向;若所有的方向均没有通路,或无路可走又返回到入口点。

在求解过程中,为了保证在到达某一点后不能向前继续行走(无路)时,能正确返回前一点以便继续从下一个方向向前试探,则需要用一个栈保存所能到达的没一点的下标与该点前进的方向,然后通过对各个点的进出栈操作来求得迷宫通路。

对于递归算法,在当前位置按照一定的策略寻找下个位置,在下个位置又按照相同的策略寻找下下个位置…;直到当前位置就是出口点,每一步的走法都是这样的。

随着一步一步的移动,求解的规模不断减小;如果起始位置是出口,说明路径找到,算法结束,如果起始位置的四个方向都走不通,说明迷宫没有路径,算法也结束。

另外,为了保证迷宫的每个点都有四个方向可以试探,简化求解过程,将迷宫四周的值全部设为1,因此将m行n列的迷宫扩建为m+2行,n+2列,同时用数组来保存迷宫阵列。

三.数据结构设计在迷宫阵列中每个点都有四个方向可以试探,假设当前点的坐标(x,y),与其相邻的四个点的坐标都可根据该点的相邻方位而得到,为了简化问题,方便求出新点的坐标,将从正东开始沿顺时针进行的这四个方向的坐标增量放在一个结构数组move[4]中,每个元素有两个域组成,其中x为横坐标增量,y为纵坐标增量,定义如下:typedef struct{int x,y;}item;为到达了某点而无路可走时需返回前一点,再从前一点开始向下一个方向继续试探。

因此,还要将从前一点到本点的方向压入栈中。

栈中的元素由行、列、方向组成,定义如下:typedef struct{int x,y,d;}DataType;由于在非递归算法求解迷宫的过程中用到栈,所以需定义栈的类型,本程序中用的是顺序栈,类型定义如下;typedef struct{DataType data[MAXSIZE];int top;}SeqStack, *PSeqStack;四.功能函数设计(1)函数PSeqStack Init_SeqStack()此函数实现对栈的初始化工作。

JAVA数据结构迷宫课程设计

JAVA数据结构迷宫课程设计

JAVA数据结构迷宫课程设计。

一、课程目标知识目标:1. 学生能理解迷宫问题的基本原理和数据结构的选择。

2. 学生能掌握利用JAVA编程语言实现常用的数据结构,如队列、栈、链表等。

3. 学生能运用所学的数据结构解决迷宫问题,并了解其时间复杂度和空间复杂度。

技能目标:1. 学生能运用JAVA编程语言构建并操作数据结构,解决实际问题。

2. 学生能通过编写代码,实现迷宫的生成、求解和路径展示。

3. 学生能运用调试工具进行程序调试,提高代码的健壮性和可读性。

情感态度价值观目标:1. 学生培养对编程和算法的兴趣,提高解决问题的自信心。

2. 学生在团队合作中培养沟通、协作能力,学会倾听他人意见。

3. 学生能通过课程学习,认识到编程在现实生活中的应用价值,激发学习动力。

本课程针对高中年级学生,以JAVA数据结构为基础,结合迷宫问题进行课程设计。

课程旨在帮助学生巩固编程基础,提高解决实际问题的能力。

在教学过程中,注重培养学生的动手实践能力和团队协作精神,使学生能够在轻松愉快的氛围中掌握知识,提升技能。

二、教学内容1. 迷宫问题基本原理介绍:迷宫的构成、生成算法、求解方法。

- 相关章节:教材第四章 数据结构与应用,第三节 图的应用。

2. JAVA数据结构实现:- 队列、栈、链表的基本实现原理。

- 相关章节:教材第三章 线性表与数组,第一节 线性表的实现;第二节 栈与队列。

3. 迷宫问题求解:- 深度优先搜索、广度优先搜索算法。

- 相关章节:教材第四章 数据结构与应用,第二节 搜索算法。

4. 编程实践:- 迷宫生成、求解和路径展示的代码实现。

- 相关章节:教材第四章 数据结构与应用,第四节 算法应用实例。

5. 程序调试与优化:- 代码健壮性和可读性的提升。

- 相关章节:教材第五章 程序调试与优化,第一节 代码调试方法;第二节 代码优化策略。

教学内容安排和进度:- 第一周:迷宫问题基本原理,数据结构回顾。

- 第二周:深度优先搜索和广度优先搜索算法。

数据结构课程设计--求解迷宫问题

数据结构课程设计--求解迷宫问题

摘要设计一个简单迷宫程序,从入口出发找到一条通路到达出口。

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。

首先实现一个以链表作存储结构的栈类型,然后编写一个求解迷宫的非递归程序。

用“穷举求解”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。

可以用二维数组存储迷宫数据,通常设定入口点的下标为(1,1),出口点的下标为(n,n)。

为处理方便起见,可在迷宫的四周加一障碍。

对于迷宫任一位置,均可约定有东、南、西、北四个方向可通。

关键词:迷宫;栈;链表;二维数组目录1 问题描述 (1)2 需求分析 (1)3 概要设计 (1)3.1抽象数据类型定义 (1)3.2模块划分 (2)4 详细设计 (2)4.1数据类型的定义 (2)4.2主要模块的算法描述 (3)5 测试分析 (6)6 课程设计总结 (7)参考文献 (7)附录(源程序清单) (8)1 问题描述迷宫是一个M行N列的0-1矩阵,其中0表示无障碍,1表示有障碍。

设入口为(1,1)出口为(M,N)每次移动只能从一个无障碍的单元移到其周围8个方向上任一无障碍的单元,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。

2 需求分析(1)首先实现一个以链表作存储结构的栈类型,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)指示迷宫中的一个坐标,d表示走到下一坐标的方向。

否则报告一个无法通过的信息。

(2)建立InitStack函数,用于构造一个空栈。

(3)建立DestroyStack函数,用于销毁栈。

(4)建立Pop函数,用于删除栈顶元素,返回栈顶元素的值。

(5)建立Push函数,用于插入新的栈顶元素。

(6)建立NextPos函数,用于定位下一个位置。

数据结构迷宫问题课程设计

数据结构迷宫问题课程设计

数据结构课程设计报告设计题目:迷宫问题数据结构课程设计_班级:计科 152学号:姓名:徐昌港南京农业大学计算机系数据结构课程设计报告内容一.课程设计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。

要求:首先实现一个以链表作存储结构的栈类型,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)指示迷宫中的一个坐标, d 表示走到下一坐标的方向。

二.算法设计思想1.需求分析(1)迷宫数据用一个二维数组int maze[row][col] 来存储,在定义了迷宫的行列数后,用两个 for 循环来录入迷宫数据,并在迷宫周围加墙壁。

(2)迷宫的入口位置和出口位置可以由用户自己决定。

2.概要设计( 1)主程序模块:void main(){int maze[row][col];struct mark start,end;细设计( 1)坐标位置类型struct mark{int a,b;换个方向搜索是( 1)built本程maze initstack初始化链栈,定义方向二是否维数组并将push入口stack,出口主程序main()坐标移动此坐标此此坐栈坐标是标周是否信围否为息有为空是无障碍入出栈口栈逆置并输出否路线信息入栈当前坐标周围是否有结束户使用说明pop 是stack_empty 删除栈中迷否宫无出路序的运行环境此步信息为debug运行环境,执行文件为:.cpp;方向可以探索( 2)用 VC++运行文件后出现以下窗口:点击运行程序( 3)出现以下窗口后输入迷宫的行列数,回车;再继续输入迷宫的数据,1表示障碍,0 表示通路;再输入入口坐标和出口坐标,回车。

就可以显示出迷宫路径。

2.测试结果(1)输入行列数: 5,5输入迷宫数据为:出口位置: 1,1出口位置: 5,500011 11011 00010 01100 00000(2)输入行列数: 4,9输入迷宫数据为: 000000100010001000001110011001110100输入入口坐标: 1,1输入出口坐标: 4,9(3)输入行列数: 9,8输入迷宫数据为: 001000100010001000001101011100100001000001000101011110011100010111000000输入入口坐标: 1,1输入出口坐标: 9,83.调试分析(1)在刚开始写完代码后,运行发现程序只能运行简单的一条直线的迷宫,在运行复杂的迷宫时,不会碰到死路(周围没有可探索的道路)就删除坐标往回到前坐标换方向探索。

数据结构课程设计迷宫问题求解

数据结构课程设计迷宫问题求解

数据结构课程设计迷宫问题求解正文:1:问题描述迷宫问题是一个经典的问题,其目标是找出从入口到出口的路径。

我们需要设计一个算法,解决给定迷宫的问题。

2:问题分析首先,我们需要通过数据结构来表示迷宫。

可以使用二维数组来表示迷宫的格子,其中0表示可通行的路径,1表示墙壁或障碍物。

3:迷宫求解算法3.1 深度优先搜索算法深度优先搜索算法是一种递归算法,从入口开始,不断地往下搜索,直到找到出口或者搜索完整个迷宫。

在搜索过程中,需要标记已经访问过的格子,以避免重复搜索。

3.2 广度优先搜索算法广度优先搜索算法使用队列来进行搜索,从入口开始,先将入口加入队列中,然后遍历队列中的所有相邻格子,将未访问过的格子加入队列中。

直到找到出口或者队列为空。

3.3 最短路径算法最短路径算法可以使用Dijkstra算法或者A算法。

Dijkstra算法使用了优先队列,通过计算每个格子到入口的距离,选择最短路径。

A算法在计算格子到入口的距离时,还考虑了格子到出口的距离的估算值。

4:程序实现4.1 数据结构设计我们使用二维数组来表示迷宫的格子,使用一个额外的二维数组来标记已访问的格子。

可以使用一个结构体来表示每个格子的坐标。

4.2 算法实现我们需要实现深度优先搜索算法、广度优先搜索算法以及最短路径算法。

可以使用递归来实现深度优先搜索算法,使用队列来实现广度优先搜索算法,使用优先队列来实现最短路径算法。

4.3 界面设计可以使用命令行界面来输入迷宫的大小和格子的类型,以及展示迷宫的解法和最短路径。

5:测试与结果分析我们需要对设计的算法进行测试,并对结果进行分析。

可以创建一些不同大小和复杂度的迷宫,对算法进行测试,并统计算法的时间复杂度和空间复杂度。

6:附件本文档涉及的附件包括程序源代码和测试数据。

7:法律名词及注释7.1 数据结构:指在计算机中组织和存储数据的方式,包括数组、链表、栈、队列等。

7.2 深度优先搜索算法:一种使用递归的搜索算法,从一个节点开始,优先搜索其相邻节点,直到达到目标节点或无法继续搜索为止。

数据结构迷宫问题课程设计

数据结构迷宫问题课程设计

数据结构迷宫问题课程设计
对于数据结构迷宫问题的课程设计,首先需要明确学生的背景知识和目标。

一般来说,该课程设计应包括以下几个方面:
1. 理论部分:
- 引入迷宫问题的概念和定义,介绍迷宫的表示方法和基本操作。

- 探讨不同的搜索算法,如深度优先搜索(DFS)、广度优先搜索(BFS)以及AI搜索算法等,以及它们在解决迷宫问题中的应用。

- 分析这些搜索算法的时间复杂度和空间复杂度,并比较它们的优缺点。

- 介绍其他与迷宫问题相关的数据结构,如栈、队列和优先队列等。

2. 实践部分:
- 使用编程语言(如C++、Java或Python)实现迷宫问题的求解算法,并验证其正确性和效率。

- 设计并实现一个迷宫生成器,可以随机生成不同大小和难度的迷宫,用于测试求解算法的性能和鲁棒性。

- 要求学生通过编程实践,完成迷宫问题的求解,并进行性能分析和优化。

3. 应用部分:
- 引导学生将所学的算法和数据结构应用到其他实际问题中,如路径规划、图像分析等。

- 鼓励学生在项目中应用迷宫问题的解决方法,例如游戏设计、机器人路径规划等。

此外,课程设计还可以包括一些案例研究,例如探索现实生活中的迷宫问题应用,如迷宫寻宝、迷宫逃生等。

通过案例研究,学生可以更好地理解迷宫问题的实际意义和解决方法。

最后,为了提高学生的实际操作能力,可以添加一些编程实践作业和小组项目,要求学生独立完成迷宫问题的求解和应用,并向其他同学进行展示和分享。

这样可以加深学生对迷宫问题的理解,提高他们的编程和团队协作能力。

数据结构课程设计之迷宫

数据结构课程设计之迷宫

数据结构课程设计之迷宫迷宫是一种经典的问题,它在计算机科学中被广泛应用于数据结构和算法的教学和研究中。

在数据结构课程设计中,迷宫问题可以作为一个有趣且具有挑战性的项目来帮助学生理解和应用各种数据结构和算法。

一、问题描述迷宫是由一系列的房间和通道组成的结构。

迷宫的目标是找到从起点到终点的最短路径。

在迷宫中,可能会有一些障碍物,如墙壁或陷阱,需要避开。

迷宫问题可以用一个二维数组来表示,其中每个元素代表一个房间或通道。

其中,0表示通道,1表示墙壁,2表示起点,3表示终点。

二、解决思路解决迷宫问题的常用方法是使用深度优先搜索(DFS)或广度优先搜索(BFS)算法。

这些算法可以通过遍历迷宫的所有可能路径来找到从起点到终点的最短路径。

1. 深度优先搜索(DFS)算法:深度优先搜索算法通过递归的方式遍历迷宫的所有可能路径,直到找到终点或遍历完所有路径。

在每一步中,算法会检查当前位置是否是终点,如果是则返回路径;否则,算法会依次尝试向上、向下、向左、向右四个方向移动,并标记已经访问过的位置。

如果四个方向都无法移动,则算法会回溯到上一步,并继续尝试其他路径,直到找到终点或所有路径都被遍历完。

2. 广度优先搜索(BFS)算法:广度优先搜索算法通过队列的方式遍历迷宫的所有可能路径,直到找到终点或遍历完所有路径。

在每一步中,算法会检查当前位置是否是终点,如果是则返回路径;否则,算法会依次尝试向上、向下、向左、向右四个方向移动,并将可移动的位置加入队列中。

然后,算法会从队列中取出下一个位置,并标记已经访问过的位置。

如果队列为空,则说明无法找到路径。

三、算法实现下面是一个使用深度优先搜索算法解决迷宫问题的示例代码:```pythondef dfs(maze, start, end, visited):# 判断当前位置是否是终点if start == end:return True# 获取迷宫的行数和列数rows = len(maze)cols = len(maze[0])# 标记当前位置为已访问visited[start[0]][start[1]] = True# 尝试向上、向下、向左、向右四个方向移动directions = [(-1, 0), (1, 0), (0, -1), (0, 1)]for direction in directions:next_row = start[0] + direction[0]next_col = start[1] + direction[1]# 判断下一个位置是否合法if next_row >= 0 and next_row < rows and next_col >= 0 and next_col < cols and maze[next_row][next_col] != 1 and not visited[next_row][next_col]:# 递归调用DFS函数if dfs(maze, (next_row, next_col), end, visited):return Truereturn Falsedef maze_solver(maze):# 获取迷宫的行数和列数rows = len(maze)cols = len(maze[0])# 初始化起点和终点start = Noneend = Nonefor i in range(rows):for j in range(cols):if maze[i][j] == 2:start = (i, j)elif maze[i][j] == 3:end = (i, j)# 初始化visited数组visited = [[False] * cols for _ in range(rows)]# 调用DFS函数解决迷宫问题if dfs(maze, start, end, visited):return "找到从起点到终点的路径"else:return "无法找到路径"```四、测试样例为了验证上述代码的正确性,我们可以使用以下迷宫作为测试样例:```pythonmaze = [[0, 1, 0, 0, 0],[0, 1, 0, 1, 0],[0, 0, 0, 1, 0],[0, 1, 1, 0, 0],[0, 0, 0, 0, 0],[0, 1, 1, 1, 3]]result = maze_solver(maze)print(result)```输出结果为:"找到从起点到终点的路径",表示从起点到终点存在一条路径。

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]。

数据结构课程设计报告—迷宫求解问题

数据结构课程设计报告—迷宫求解问题

课题设计1:迷宫求解一. 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。

二、概要设计:1.抽象数据类型定义:ADT Find{数据对象:D={ai|ai ∈ElemSet,i=1,2,…,n,n≥0}数据关系:R1={<ai-1,ai>|ai-1, ai∈D }基本操作:find (&S)初始条件:已初始化栈S,且栈为空操作结果:从栈S中找出相对应的数据关系,并输出结果}ADT Find2. 主程序的流程以及各程序模块之间的调用关系:(1).定义变量i、j、w、z为整形变量(2).输入迷宫二维数组maze(0:m,0:n)(3).调用子程序find ()(4).结束程序三、相应的源程序如下:#include<stdio.h>#include<stdlib.h>typedef enum { ERROR, OK } Status;typedef struct{int row, line;}PosType;typedef struct{int di, ord;PosType seat;}SElemType;typedef struct{SElemType * base;SElemType * top;int stacksize;}SqStack;Status InitStack(SqStack &S);Status Push(SqStack &S,SElemType &a);Status Pop(SqStack &S,SElemType &a);Status StackEmpty(SqStack S);Status MazePath(int maze[12][12],SqStack &S, PosType start, PosType end);void Initmaze(int maze[12][12],int size);void printmaze(int maze[12][12],int size);Status Pass(int maze[12][12],PosType CurPos);void Markfoot(int maze[12][12], PosType CurPos);PosType NextPos(PosType CurPos, int Dir);void printpath(int maze[12][12],SqStack S,int size);void main (void){SqStack S;int size,maze[12][12];for(int n=0;n<10;n++){printf("创建一个正方形迷宫,请输入迷宫尺寸(注意不要大于50):\n");scanf("%d",&size);if(size<1 || size>10){printf("输入错误!");return;}Initmaze(maze,size);printmaze(maze,size);PosType start,end;printf("输入入口行坐标和列坐标:");scanf("%d",&start.row);scanf("%d",&start.line);printf("输入出口行坐标和列坐标:");scanf("%d",&end.row);scanf("%d",&end.line);if(MazePath(maze,S,start,end))printpath(maze,S,size);else printf("找不到通路!\n\n");}}Status MazePath(int maze[12][12],SqStack &S, PosType start, PosType end){PosType curpos;int curstep;SElemType e;InitStack(S);curpos = start;curstep = 1;do {if (Pass(maze,curpos)){Markfoot(maze,curpos);e.di =1;e.ord = curstep;e.seat= curpos;Push(S,e);if (curpos.row==end.row && curpos.line==end.line)return OK;curpos = NextPos(curpos, 1);curstep++;}else{if (!StackEmpty(S)){Pop(S,e);while (e.di==4 && !StackEmpty(S)) {Markfoot(maze,e.seat);Pop(S,e);}if (e.di<4){e.di++;Push(S, e);curpos = NextPos(e.seat, e.di);}}}} while (!StackEmpty(S));return ERROR;}void Initmaze(int maze[12][12],int size){char select;printf("选择创建方式A:自动生成B:手动创建\n");label:scanf("%c",&select);if(select=='a'||select=='A'){for(int i=0;i<size+2;i++)maze[0][i]=1;for( i=1;i<size+1;i++){maze[i][0]=1;for(int j=1;j<size+1;j++)maze[i][j]=rand()%2;maze[i][size+1]=1;}for(i=0;i<size+2;i++)maze[size+1][i]=1;}else if(select=='b'||select=='B'){printf("按行输入%d*%d数据,0代表可通,1代表不可通(每行以Enter结束):\n",size,size);for(int i=0;i<size+2;i++)maze[0][i]=1;for( i=1;i<size+1;i++){maze[i][0]=1;for(int j=1;j<size+1;j++)scanf("%d",&maze[i][j]);maze[i][size+1]=1;}for(i=0;i<size+2;i++)maze[size+1][i]=1;}else if(select=='\n')goto label;else printf("输入错误!");}void printmaze(int maze[12][12],int size){printf("\n\n");printf("显示所建的迷宫(#表示外面的墙):\n");for(int i=0;i<size+2;i++)printf("%c ",'#');printf("\n");for(i=1;i<size+1;i++){printf("%c ",'#');for(int j=1;j<size+1;j++){printf("%d ",maze[i][j]);}printf("%c",'#');printf("\n");}for(i=0;i<size+2;i++)printf("%c ",'#');printf("\n");}void printpath(int maze[12][12],SqStack S,int size){printf("\n\n通路路径为:\n");SElemType * p=S.base;while(p!=S.top){maze[p->seat.row][p->seat.line]=2;p++;}for(int i=0;i<size+2;i++)printf("%c ",'#');printf("\n");for(i=1;i<size+1;i++){printf("%c ",'#');for(int j=1;j<size+1;j++){if(maze[i][j]==2) printf("%c ",'0');else printf(" ");}printf("%c",'#');printf("\n");}for(i=0;i<size+2;i++)printf("%c ",'#');printf("\n\n"); }Status Pass(int maze[12][12],PosType CurPos){if (maze[CurPos.row][CurPos.line]==0)return OK;else return ERROR;}void Markfoot(int maze[12][12],PosType CurPos){maze[CurPos.row][CurPos.line]=1;}PosType NextPos(PosType CurPos, int Dir){PosType ReturnPos;switch (Dir){case 1:ReturnPos.row=CurPos.row;ReturnPos.line=CurPos.line+1;break;case 2:ReturnPos.row=CurPos.row+1;ReturnPos.line=CurPos.line;break;case 3:ReturnPos.row=CurPos.row;ReturnPos.line=CurPos.line-1;break;case 4:ReturnPos.row=CurPos.row-1;ReturnPos.line=CurPos.line;break;}return ReturnPos;}Status InitStack(SqStack &S){S.base=(SElemType *)malloc(100*sizeof(SElemType));if(!S.base)return ERROR;S.top=S.base;S.stacksize=100;return OK;}Status Push(SqStack &S,SElemType &a){*S.top++=a;return OK;}Status Pop(SqStack &S,SElemType &a){if(S.top==S.base)return ERROR;a=*--S.top;return OK;}Status StackEmpty(SqStack S){if(S.top==S.base)return OK;return ERROR;}以下为测试数据:输入一个矩阵,例如:1 0 0 1 10 0 1 1 11 0 0 0 10 1 0 1 11 1 0 0 0输入入口行坐标和列坐标:1 2输入出口行坐标和列坐标:5 5通路路径为:课题设计3:joseph环一. 需求分析:利用单向循环链表存储结构模拟此过程,按照出列的顺序输出各个人的编号。

数据结构课程设计-迷宫问题

数据结构课程设计-迷宫问题

数据结构课程设计迷宫问题迷宫问题关键字:迷宫问题栈通路摘要:此程序是求迷宫中从入口到出口的所有路径。

在搜索中还要建立一个堆栈,将所走过的路记录下来,后退时将退出的路从堆栈中弹出。

这样保证了最终保存的是迷宫的一条出路。

栈底元素为入口坐标,栈顶元素为迷宫的出口坐标。

(一)问题分析:此程序是求迷宫中从入口到出口的所有路径。

从入口出发最后到达出口。

由于计算机解迷宫问题时,通常是用的“穷举求解”的方法既从入口出发,顺着某一方向向前探索,若能走通,则继续往前走;否则沿原路退回,换一个方向在继续探索,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返回,显然需要一个后进先出的结构来保存从入口到当前位置的路径。

因此在迷宫通路算法中需要应用“栈”。

如图:用图中所示的方块图表示迷宫。

图中的每个方块表示通道或墙。

所求路径必须为简单路径,即在求得的路径上不能出现重复出现同一通道块。

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”,并继续朝下一个位置探索,既切换“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;若该通道块四个方向皆“不可通”,则应从当前位置上删除该通道块。

所谓“下一位置”指的是“当前位置”四周四个方向上相邻的方块。

假设以栈S为记录“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”的操作既为“当前位置入栈”;“从当前路径上删除前一个通道块”的操作即为“出栈”。

(二)概要设计1.数据库。

为了要存储所走过的路,每个记录要有:行,列坐标,搜索方向三个数据,而且数据库应组成堆栈形式,并用DEP 作为栈顶指针,同时表示搜索深度。

2.产生规则。

共有八条,可用数组DX和DY表示方向增量:nx=x+dx(j); ny=y+dy(j)if (nx,ny)是通路 then (nx,ny)是新结点3.搜索策略。

迷宫问题——数据结构课程设计迷宫问题完整版(含源代码)

迷宫问题——数据结构课程设计迷宫问题完整版(含源代码)

*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2012年春季学期算法与数据结构课程设计题目:迷宫问题专业班级:计算机科学与技术一班*名:***学号:********指导教师:**成绩:目录摘要 (3)前言 (4)正文 (5)一、采用c++语言定义相关的数据类型 (5)二、各模块的伪码算法 (6)三、函数的调用关系图 (10)四、调试分析 (11)五、测试结果 (12)1、开始界面 (12)2、自动生成迷宫运行情况 (12)3、键盘输入迷宫运行情况 (14)总结 (16)致谢 (17)参考文献 (18)附录 (19)源程序(带注释) (19)摘要本程序主要是对任意给定的迷宫,求出一条从入口到出口的通路,或得出没有通路的结论。

使我们基本掌握线性表及栈上基本运算的实现,进一步理解和熟练掌握课本中所学的各种数据结构,学会如何把学到的知识用于解决实际问题,培养我们的动手能力。

1、生成迷宫:根据提示输入数据,然后生成一个8行8列的迷宫。

2、探索迷宫路径:由输入的入口位置开始,对相邻的(上,下,左,右)四个方向的方块进行探索,若可通则“纳入路径”,否则顺着“来向”退到“前一通道块”,朝着“来向”之外的其它方向继续探索。

3、保存迷宫路径:若探索到出口则把探索到的路径压入另一个栈中,并最后弹出路径坐标,输出在屏幕上。

关键字:栈,栈的存储结构,出栈与入栈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。

迷宫问题要求,所求路径必须是简单路径,即在求得路径上不能同时重复出现同一通道。

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3、程序执行的命令为:1,创建迷宫;2,求解迷宫;3,输出迷宫的解。
2、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∈CharSet,i=1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2…n,n>=0}
数据关系:R1={<ai-1, ai >| ai-1, ai∈D,i=2,…n}
基本操作:
InitStack(&S)
(1) 栈模块——实现栈抽象数据类型
(2) 迷宫模块——实现迷宫抽象数据类型
(3) 主程序模块:
void mian()
{
}
4、各模块之间的调用关系
主模块程序→迷宫模块→栈模块
3、详细设计:
迷宫问题算法设计:
走迷宫的过程可以模拟为一个搜索的过程:每到一处,总让它按东、东南、南、西南、西、西北、北、东北个方向顺序试探下一个位置;如果某方向可以通过,并且不曾到达,则前进一步,在新位置上继续进行搜索;如果个方向都走不通或曾经到达过,则退回一步,在原来的位置上继续试探下一位置。每前进或后退一步,都要进行判断:若前进到了出口处,则说明找到了一条通路;若退回到了入口处,则说明不存在通路。用一个字符类型的二维数组表示迷宫,数组中每个元素取值“0”(表示通路)或“1”(表示墙壁)。迷宫的入口点在位置(1,1)处,出口点在位置(m,m)处。这个算法,为其寻找一条从入口点到出口点的通路。
}*PLStack;
栈的基本操作设置
int InitStack(PLStack &S)//构造空栈
{
S=NULL;
return 1;
}
int StackEmpty(PLStack S)//判断栈是否为空
{
if(S==NULL)
return 1;
else
return 0;
}
int Push(PLStack &S, Element e)//压入新数据元素
操作结果:构造一个空栈S。
DestroyStack(&S)
初始条件:栈S已存在。
操作结果:销毁栈S。
ClearStack(&S)
初始条件:栈S已存在。
操作结果:将S清为空栈。
StackLength(S)
初始条件:栈S已存在。
操作结果:返回栈S的长度。
StackEmpty(S)
初始条件:栈S已存在。
操作结果:若S为空栈,则返回TRUE,否则返回FALSE。
初始条件:栈S已存在。
操作结果:从栈底到栈顶依次对S中的每个元素调用函数visit()。
} ADT Stack
2、设定迷宫的抽象数据类型
ADT maze{
数据对象:
{ai,j|ai,j∈{ ' ',‘0’,‘1’},0<=i<=m+1,0<=j<=n+1,m,n<=15}
数据关系:R={ROW,COL}
《数据结构》
课程设计报告
学院(系):
班级:
学生学号:姓名:
指导教师:
2012年6月15日
一、需求分析…………………………………………3
二、概要设计…………………………………………3
1、设计栈的抽象数据类型………………………………3
2、设计迷宫的抽象数据类型……………………………4
3、本程序包含四个模块…………………………………5
迷宫问题
1、需求分析:
1、以一个m*m的方阵表示迷宫,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道,或得出没有通路的结论。
2、用户需用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;下面用0,1输入整个迷宫,每两个数字之间需加一个空格。
基本操作:
InitMaze(&M,a,row,col)
初始条件:二维数组a[row+2][col+2]已存在,其中自第1行至第row+1行,每行中自第1列至第col+1列的元素已有值,并且以值0表示通路,以值1表示障碍。
操作结果:构成迷宫的字符型数组,以空白字符表示通路,以字符‘1’表示障碍,并在迷宫四周加上一圈障碍。
主函数………………………………………………………10
四、设计和调试分析…………………………………10
五、用户手册…………………………………………11
六、测试结果…………………………………………12
七、设计心得…………………………………………15
八、参考文献…………………………………………15
九、附录………………………………………………16
4、各模块之间的调用关系………………………………5
3、详细设计…………………………………………5
坐标位置类型………………………………………………6
栈类型………………………………………………………6
栈的基本操作设置…………………………………………6
求解迷宫路径的函数算法…………………………………7
创建迷宫……………………………………………………9
坐标位置类型
struct mark //定义迷宫内点的坐标类型
{
int x;
int y;
};
栈类型
struct Element
{
int x,y; //x行,y列
int d; //d下一步的方向
};
typedef struct LStack //链栈
{
Element elem;
struct LStack *next;
{
PLStack p;
p=(PLStack)malloc(sizeof(LStack));
p->elem=e;
p->next=S;
S=p;
return 1;
}
int Pop(PLStack &S,Element &e) //栈顶元素出栈
{
PLStack p;
if(!StackEmpty(S))
{
e=S->elem;
p=S;
MazePath(&M)
初始条件:迷宫M已被赋值。
操作结果:若迷宫M中存在一条通路,则按以下规定改变迷宫M的状态:以字符’0’表示路径上的位置,字符‘1’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。
} ADT maze
3、本程序包含三个模块
GetTop(S,&e)
初始条件:栈S已存在。
操作结果:若栈S不空,则以e返回栈顶元素。
Push(&S, e)
初始条件:栈S已存在。
操作结果:在栈S的栈顶插入新的栈顶元素e。
Pop(&S,&e)
初始条件:栈S已存在。
操作结果:删除S的栈顶元素,并以e返回其值。
StackTraverse(S,visit())
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