数据结构程序设计课题

衡阳师范学院

工科课程设计-《数据结构》

课

程

设

计

报

告

题目：迷宫问题（栈）

学号：14450139 14450132

姓名：鲁向阳肖吟月

班级：物联网班（1405）

指导教师：王杰老师

日期：2016年6月

目录

1概述 (3)

1.1 课程设计目的 (3)

1.2 开发环境 (3)

1.3 任务分配 (3)

2需求分析 (4)

2.1题目内容 (4)

2.2设计思想说明 (4)

2.3数据结构设计 (5)

3算法的设计 (6)

3.1定义坐标（X，Y）: (6)

3.2定义方向： (6)

3.3定义/链表结点： (6)

3.4定义栈： (7)

3.5定义迷宫定义移动的4个方向： (7)

4各模块的伪码算法 (8)

4.1根据输入产生一个8*8的迷宫： (8)

4.2探索路径函数： (11)

4.3输出迷宫 (14)

5函数的调用关系图 (17)

6.1自动生成迷宫运行情况 (18)

7心得体会 (19)

参考文献 (20)

附录 (20)

1概述

1.1课程设计目的

本次课程设计是迷宫求解问题，主要是模拟从入口到出口的通路。程序中的数据采取的是“栈”作为数据的逻辑结构，并且使用链式存储结构，即是实现一个以链表作存储结构的栈类型。本课程设计实现了链栈的建立，入栈，出栈，判断栈是否为空的方法，关键的是迷宫通路路径的“穷举求解”和递归求解的方法。

1.2开发环境

具有Intel酷睿i3处理器且满足以下要求的计算机：4GB 内存，500GB 硬盘；安装Visual C++ 6.0。

1.3任务分配

两人一起查找相关资料，整合并进行探讨。其中一人通过查找的资料先行拟定文件的大纲，初步定稿后，然后再由另一个人进行进一步加工，细化，最后两人一起核实文件，进行进一步的升华，最终完成该任务。

2需求分析

2.1题目内容

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。

2.2设计思想说明

计算机解迷宫通常用的是“穷举求解”方法，首先从迷宫的入口开始，如果该位置就是迷宫出口，则已经找到了一条路径，搜索工作结束。否则从入口出发，顺着某个方向进行探索，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。

要实现上述算法，需要用到栈的思想。栈里面压的是走过的路径，若遇到死路，则将该位置在栈的顶层）弹出，再进行下一次判断；若遇到通路，则将该位置压栈并进行下一次判断。如此反复循环，直到程序结束。此时，若迷宫有通路，则栈中存储的是迷宫通路坐标的倒序排列，再把所有坐标顺序排列好后，即可得到正确的迷宫通路。

2.3数据结构设计

（1）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。迷宫的四周有一圈障碍。

（2）程序输出的结果以三元组（i,j,di）的形式输出，其中：（i,j）指示迷宫中的一个坐标，di表示走到下一坐标的方向，di的取值为0、1、2、3分别表示北、东、南、西。

（3）若设定的迷宫存在通路，则以方阵形式将迷宫及其通路输出到标准输出文件上，对于迷宫中的每个方块，有上下左右4个方块相邻，第i行第j列的当前方块的位置记为（i,j）,规定上方方块为方位0，并按顺时针方向递增编号。在试探过程中，假设按从方位0到方位3的顺序查找下一个可走的方块。

（4）先将入口进栈（其初始方位设置为-1），在栈不空时循环：取栈顶方块（不退栈），若该方块是出口，则输出栈中所有方块即为路径，否则，找下一个可走的相邻方块，若不存在这样的方块，说明当前路径不可能走通，则回溯。也就是恢复当前方块为0后退栈；若存在这样的方块，则将这个可走的相邻方块进栈（其初始方位设置为-1）。

3算法的设计3.1定义坐标（X，Y）

#include

#include

using namespace std;

struct Coor

{

int row;

int column;

int direction;

};

3.2定义方向

struct Move

{

int row;

int column;

};

3.3定义/链表结点

struct LinkNode

{

Coor data;

LinkNode *next;

};

3.4定义栈

class stack

{

private:

LinkNode *top;

public:

stack();

~stack();

void Push(Coor data);

Coor Pop();

Coor GetPop();

void Clear();

bool IsEmpty();

};

3.5定义迷宫定义移动的4个方向

Move move[4]={{0,1},{1,0},{0,-1},{-1,0}};

6、几个函数功能的描述: