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{

户使用说明int a,b;

（1）本程序的运行环境

为debug运行环境，执行文件为：.cpp；

（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。

main()

定义方向二维数组

初始化链栈，并将入口，出口

信息入栈

此坐标周围有无障碍

否

栈是否为空

否

当前坐标周围是否有

方向可以探索

是

此坐标信息入栈

此坐标是否为出口

是

栈逆置并输出路线

结束

坐标移动

换个方向搜索删除栈中

此步信息

迷宫无出路

否

是

主程序

built_maze

initstack push_stack pop stack_empty 是

2.测试结果

（1）输入行列数：5,5

输入迷宫数据为：0 0 0 1 1

1 1 0 1 1

0 0 0 1 0

0 1 1 0 0

0 0 0 0 0

出口位置：1,1

出口位置：5,5

（2）输入行列数：4,9

输入迷宫数据为：0 0 0 0 0 0 1 0 0

0 1 0 0 0 1 0 0 0

0 0 1 1 1 0 0 1 1

0 0 1 1 1 0 1 0 0

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：0 0 1 0 0 0 1 0

0 0 1 0 0 0 1 0

0 0 0 0 1 1 0 1

0 1 1 1 0 0 1 0

0 0 0 1 0 0 0 0

0 1 0 0 0 1 0 1

0 1 1 1 1 0 0 1

1 1 0 0 0 1 0 1

1 1 0 0 0 0 0 0输入入口坐标：1,1

输入出口坐标：9,8

3.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。最后我和同寝室同学一起探讨才发现程序中探索过的坐标没有标记，后来我将maze[x][y]=2将它作为标记才解决问题。

（2）程序中主要的两个算法：initmaze和maze_path的时间复杂度为O(m*n)，空间复杂度也为O(m*n)。

五．总结（收获与体会）

通过这段时间的课程设计，我对数据结构和C语言的理解更加深刻了。在实践过程中我遇到了不少问题，但通过阅读相关书籍、求问老师同学，最终也解决了不少问题。这些问题也给了我相当多的收获。但通过这段时间的学习和解决的这么多问题，我觉得我对这些知识的掌握比以前好了许多。

求解迷宫问题用的是“穷举求解”的方法。从入口出发，沿着某一方向探索（这里我选择优先探索的是东面），若无障碍，继续往前走，否则眼原路返回，换个方向继续探索，直到将所有可能的通道都探索完为止。所以需要用栈来保存从入口到当前位置的路径。但因为之前在学习栈这一节的时候没学扎实，现在有很多知识都忘了。所以在编写求解迷宫路径的算法的时候我觉得有些困难，后来经过一步步分析和借鉴书上的穷举法才把算法写出来。但我还是除了许多错误，其中大部分是语法错误，这些最后都还是一一解决了。而且除了加深了栈的学习，我还复习了以前大一学的C语言中的二维数组和for，while循环。

这次课程设计不仅是让我们加深了解数据结构的理论知识，更重要的是培养我们解决实际问题的能力，能在不断地遇到问题，不断地解决问题的过程中培养自己的专业思维。所以我相信通过这次课程设计我们能够提升自己的分析、设计程序和编写程序的能力。

六．源程序

#include<>

#include<>

#define row 100

#define col 100

struct mark{

int a,b;

};

struct element{

int i,j,d; //坐标与方向};

typedef struct Linkstack{

element elem;

struct Linkstack *next;

}*SLinkstack;

int initstack(SLinkstack &L) {

L=NULL;

return 1;

}

int stack_empty(SLinkstack L) {

if(L==NULL)

return 1;