数据结构课程设计报告-迷宫求解

数据结构课程设计报告

------迷宫问题求解

学号：**********

姓名：***

班级：13移动1班

指导老师：***

目录

一、需求分析 (3)

二、数据结构 (3)

1. 数据结构设计考虑 (3)

2. 逻辑结构存储结构 (3)

三、算法设计 (4)

四、调试分析 (7)

五、程序实现及测试 (8)

六、体会及不足之处 (9)

七、参考文献 (10)

八、源代码 (10)

一、需求分析

本课程设计是解决迷宫求解的问题，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要应用“栈”的思想假设“当前位置”指的是“在搜索过程中的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“下一位置”探索，即切换“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；若该通道块的四周4个方块均“不可通”，则应从“当前路径”上删除该通道块。所谓“下一位置”指的是当前位置四周4个方向（上、下、左、右）上相邻的方块。假设以栈记录“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”的操作即为“当前位置入栈”；“从当前路径上删除前一通道块”的操作即为“出栈”。

二、数据结构

1. 数据结构设计考虑

1) 建立一个二维数组表示迷宫的路径（0表示通道，1表示墙壁）；

2) 创建一个栈，用来存储“当前路径”，即“在搜索过程中某一时刻所在图中某个方块位置”。

2. 逻辑结构存储结构

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表示通道，1表示墙壁）；

2) 创建一个结构体用来储存数组信息结构体：

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

首先，创建数组的大小，此数组大小要求用户自己输入。具体算法：

printf("输入迷宫的形状!\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;

}

其中的0和1分别是表示通路和障碍，定义的数组其实就是迷宫的设计图

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，在寻路的时候，我们应从输入的入口位置进入迷宫，当迷宫的入口处有障碍或者出口被堵，再或者没有通路时整个程序结束，并输出迷宫无解的提示。如果迷宫求解过程中没有出现无解情况，那么在求解的过程中，会输出迷宫的通路路径，并且输出坐标值，让使用者更清楚路径的走法。在寻路的过程中，每走过一个格，那个格得知就会被赋值为-1，用来标记此处已走过，免去了来来回回的重走，以免出现死循环，这样程序就能从入口进入到迷宫当中。如果在迷宫当中没有通路的话，可以结束循环输出“迷宫无解！”，则当迷宫如果出现有解时，就会输出路径。这样就简单的实现了，有解无解的输出。从而实现了要求的程序！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)