C语言迷宫求解——栈的应用

程序运行结果：

算法思想及程序实现：

1. 求迷宫路径算法的基本思想：若当前位置“可通”，则纳入路径，继续前进;
   若当前位置“不可通”，则后退，换方向继续探索; 若四周“均无通路”，则将当前位置从路径中删除出去。
2. 定义相关结构体：

 //迷宫中的坐标位置
typedef struct {
    
    
	int x;//行号
	int y;//列号
} PosType;

//栈的元素类型
typedef struct {
    
    
	PosType seat;//通道块在迷宫中的“坐标位置”
	int direction;//从此通道块走向下一通道块的方向,di=1,2,3,4分别表示东，南，西，北
} SElemType;

typedef struct SqStack {
    
    
	SElemType data[MAXSIZE];
	int top;//指向栈顶元素
} SqStack;

3. 通过二维数组定义迷宫，并设置起点和终点坐标，（’ ‘表示通道块，’#‘表示墙壁，在后面的执行过程中，迷宫的元素可能变成’*‘表示路径，’@'表示曾经走过但是无法到达出口）：

//定义迷宫，' '表示通道块，'#'表示墙壁，在后面的执行过程中，迷宫的元素可能变成'*'表示路径，'@'表示曾经走过但是无法到达出口
static char maze[mazeRowNum][mazeRowNum] = {
    
    
	{
    
    '#', '#', '#', '#', '#', '#', '#', '#', '#', '#'},
	{
    
    '#', ' ', ' ', '#', ' ', ' ', ' ', '#', ' ', '#'},
	{
    
    '#', '#', ' ', '#', ' ', '#', ' ', '#', ' ', '#'},
	{
    
    '#', ' ', ' ', ' ', ' ', '#', '#', ' ', ' ', '#'},
	{
    
    '#', ' ', '#', '#', '#', ' ', '#', ' ', '#', '#'},
	{
    
    '#', ' ', ' ', ' ', '#', ' ', '#', ' ', '#', '#'},
	{
    
    '#', ' ', '#', ' ', ' ', ' ', '#', ' ', ' ', '#'},
	{
    
    '#', '#', '#', '#', '#', ' ', '#', '#', ' ', '#'},
	{
    
    '#', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' ', '#'},
	{
    
    '#', '#', '#', '#', '#', '#', '#', '#', '#', '#'}
};

PosType start = {
    
    1, 1};//设置迷宫起点
PosType end = {
    
    8, 8};//设置迷宫终点

5. 对曾经走过的通道块留下痕迹，以防止所求路径不是简单路径：

void footPrint(PosType curpos) {
    
    
	maze[curpos.x][curpos.y] = '*';//表示到达了该通道块
}

7. 曾走过的通道块但是无法到达出口，是“不通的”路，标记以免陷入“死胡同”：

void markPrint(PosType curpos) {
    
    
	maze[curpos.x][curpos.y] = '@';//表示该通道块虽然不是墙壁，但是它仍然不通
}

8. 定义函数实现从当前位置“行走”到下一个位置：

PosType nextPos(PosType curpos, int direction) {
    
    
	switch(direction) {
    
    
		case 1:
			curpos.y++;
			break;//向东走，行号不变，列号加1
		case 2:
			curpos.x++;
			break;//向南走，行号加1，列号不变
		case 3:
			curpos.y--;
			break;//向西走，行号不变，列号减1
		case 4:
			curpos.x--;
			break;//向北走，行号减1，列号不变
	}
	return curpos;
}

9. 判断当前位置是否可通,即为’ ‘，而不是’#’、’*’（已走过）、’@’（已走过但不通）：

bool pass(PosType curpos) {
    
    
	if(maze[curpos.x][curpos.y] == ' ')
		return true;
	else
		return false;
}

11. 若迷宫中存在从入口start到出口end的通道，则求得一条路径存放在栈中（从栈底到栈顶），并返回TRUE,否则返回FALSE：

bool mazePath(PosType start, PosType end) {
    
    
	SqStack s;
	initStack(s);
	PosType curpos = start;//设定当前位置为“入口”位置
	//int curstep = 0;  //探索的第一步，用于表示路径序号
	do {
    
    
		if(pass(curpos)) {
    
     //当前路径可通（是未曾到达过的通道块）
			footPrint(curpos);//留下"到此一游"的标记，为了求得的路径是简单路径
			//SElemType e = {curpos, 1};
			SElemType e;
			e.seat = curpos;
			e.direction = 1;
			push(s, e);  //加入路径
			if(curpos.x == end.x && curpos.y == end.y)  //到达出口
				return true;
			curpos = nextPos(curpos, 1);//下一位置是当前位置的东边
			//curstep++;   //探索下一步
		} else {
    
     //当前位置不能通过，则栈顶元素出栈，因为栈顶位置是当前位置的“来向”通道块，即当前位置的前一个位置
			SElemType e;
			pop(s, e);
			//如果弹出的栈顶位置的四周均不可通，则继续往“来路”通道块回退
			while(e.direction == 4 && !isEmpty(s)) {
    
    
				markPrint(e.seat);//标记此通道块已经走过且不可通，标记是为了避免陷入死胡同
				pop(s, e);
			}
			//弹出的栈顶位置尚有其他方向的方块未探索，则切换到下一个方向的方块为当前位置
			if(e.direction < 4) {
    
    
				e.direction++;
				push(s, e);
				curpos = nextPos(e.seat, e.direction);
			}
		}//end else
	} while(!isEmpty(s));//栈不为空则循环继续
	return false;
}

12. 定义函数打印迷宫：

//打印迷宫
void printMaze() {
    
    
	for(int i = 0; i < mazeRowNum; i++) {
    
    
		for(int j = 0; j < mazeColNum; j++) {
    
    
			printf("%c ", maze[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}
	printf("\n");
}
//仅打印迷宫中的路径
void printPath() {
    
    
	for(int i = 0; i < mazeRowNum; i++) {
    
    
		for(int j = 0; j < mazeColNum; j++) {
    
    
			if(i == 0 || j == 0 || i == mazeRowNum-1 || j == mazeColNum-1 || maze[i][j] == '*') {
    
    
				printf("%c ", maze[i][j]);
			} else {
    
    
				printf("  ");
			}
		}
		printf("\n");
	}
	printf("\n");
}
//仅打印迷宫中的路径坐标 
void printPathOrder() {
    
    
	for(int i = 0; i < mazeRowNum; i++) {
    
    
		for(int j = 0; j < mazeColNum; j++) {
    
    
			if( maze[i][j] == '*') {
    
    
				printf("(%d,%d) ", i,j);
			}
		}
	}
	printf("\n");
}

13. 主函数

int main() {
    
    
	printf("迷宫的初始状态：\n");
	printMaze();
	if(mazePath(start, end)) {
    
    
		printf("存在通路！\n\n");
		printf("路径坐标：\n");
		printPathOrder();
		printf("\n迷宫的现态：\n");
		printMaze();
		printf("迷宫里的路径：\n");
		printPath();
	} else
		printf("不存在通路！\n");
	return 0;
}