(完整word版)数据结构实验-迷宫问题汇总

实验报告
int j; //当前方块的列号
int di; //di是下一个相邻的可走的方位号
}st[MaxSize];// 定义栈
int top=-1 //初始化栈
三、算法设计
要寻找一条通过迷宫的路径，就必须进行试探性搜索，只要有路可走就前进一步，无路可进，换一个方向进行尝试；当所有方向均不可走时，则沿原路退回一步（称为回溯），重新选择未走过可走的路，如此继续，直至到达出口或返回入口（没有通路）。

在探索前进路径时，需要将搜索的踪迹记录下来，以便走不通时，可沿原路返回到前一个点换一个方向再进行新的探索。

后退的尝试路径与前进路径正好相反，因此可以借用一个栈来记录前进路径。

方向：每一个可通点有4个可尝试的方向，向不同的方向前进时，目的地的坐标不同。

预先把4个方向上的位移存在一个数组中。

如把上、右、下、左（即顺时针方向）依次编号为0、1、2、3.其增量数组move[4]如图3所示。

move[4] x y
0 -1 0
1 0 1
2 1 0
3 0 -1
图2数组move[4]
方位示意图如下：
通路：通路上的每一个点有3个属性：一个横坐标属性i、一个列坐标属性j和一个方向属性di，表示其下一点的位置。

如果约定尝试的顺序为上、右、下、左（即顺时针方向），则每尝试一个方向不通时，di值增1，当d增至4时，表示此位置一定不是通路上的点，从栈中去除。

在找到出口时，栈中保存的就是一条迷宫通路。

从前一个方块找到相邻可走方块之后，再从当前方块找在、相邻可走方块，若没有这样的方快，说明当前方块不可能是从入口路径到出口路径的一个方块，则从当前方块回溯到前一个方块，继续从前一个方块找可走的方块。

为了保证试探的可走的相邻方块不是已走路径上的方块，如（i,j）已经进栈，在试探（i+1，j）的下一方块时，又试探道（i，j），这样会很悲剧的引起死循环，为此，在一个方块进栈后，将对应的mg数组元素的值改为-1（变为不可走的相邻方块），当退栈时（表示该方块没有相邻的可走方块），将其值恢复0，其算法代码和相应的解释如下：find=0;
while (di<4 && find==0) //找下一个可走方块
{
di++;
switch(di)
{
case 0:i=st[top].i-1;j=st[top].j;break;
case 1:i=st[top].i;j=st[top].j+1;break;
case 2:i=st[top].i+1;j=st[top].j;break;
case 3:i=st[top].i,j=st[top].j-1;break;
}
if (mg[i][j]==0) find=1;//找到下一个可走相邻方块
}
if (find==1) //找到了下一个可走方块
{
st[top].di=di; //修改原栈顶元素的di值
top++; //下一个可走方块进栈
st[top].i=i;st[top].j=j;st[top].di=-1;
mg[i][j]=-1; //避免重复走到该方块
}
else //没有路径可走,则退栈
{
mg[st[top].i][st[top].j]=0;//让该位置变为其他路径可走方块
top--; //将该方块退栈
}
}
return(0); //表示没有可走路径,返回0
（2）求解主程序
建立主函数调用上面的算法，将mg和st栈指针定义为全局变量void main()
{
mgpath(1,1,M,N);
四、界面设计
设计很简单的界面，输出路径。

五、运行测试与分析
图5.基本运行结果
六、实验收获与思考
思考：8个方向的问题
1.设计思想
(1)设置一个迷宫节点的数据结构。

(2)建立迷宫图形。

(3)对迷宫进行处理找出一条从入口点到出口点的路径。

[i],[j+dy]。

于是搜索方向的变化只要令方向值dir从0增至7，便可以从move数组中得到从[i],[j]点出发搜索到的每一个相邻点[x],[y]。

x=i+move[dir].dx
y=j+move[dir].dy
图7 方向位移图图8向量差图
为了防止重走原路，我们规定对已经走过的位置，将原值为0改为-1，这既可以区别该位置是否已经走到过，又可以与边界值1相区别。

当整个搜索过程结束后可以将所有的-1改回到0，从而恢复迷宫原样。

这样计算机走迷宫的方法是：采取一步一步试探的方法。

每一步都从（E）开始，按顺时针对8个方向进行探测，若某个方位上的maze[x],[y]=0，表示可以通行，则走一步；若maze[x],[y]=1，表示此方向不可通行须换方向再试。

直至8个方向都试过，maze[x],[y]均为1，说明此步已无路可走，需退回一步，在上一步的下一个方向重新开始探测。

为此需要设置一个栈，用来记录所走过的位置和方向（i，j，dir）。

当退回一步时，就从栈中退出一个元素，以便在上一个位置的下一个方向上探测，如又找到一个行进方向，则把当前位置和新的方向重新进栈，并走到新的位置。

如果探测到x=m，y=n，则已经到达迷宫的出口，可以停止检测，输出存在栈中的路径；若在某一位置的8个方向上都堵塞，则退回一步，继续探测，如果已经退到迷宫的入口（栈中无元素），则表示此迷宫无路径可通行。

2系统算法（伪代码描述）：
inimove(move); //初始化方向位移数组
path(maze,move,s); //寻找迷宫通路
cout<<endl;
draw(maze,s); //绘制作出通路标记的迷宫
}
5.运行结果
收获: 这次试验总体来说还是比较简单的，因为几个思考问题都是在基本问题的源代
码上进行改进和补充。

有了第一次数据结构编程和测试的经验，这次试验减少了很多困难，相对来说容易多了。

这次实验让我对栈和队列有了更好的理解和运用。

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