一、题目及分析
求迷宫中从入口到出口的所有路径是一个经典的程序设计问题。由于计算机解决迷宫问题时,通常用的是“穷举求解”的方法,即从口出发,顺某方向向前探索,若能走通,则继续往前走;否则沿原入口路退回,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应用“栈”。也就是自然而然的事了。首先,在计算机中可以用如下图所示的方块图表 示迷宫。图中的每个方块或为通道(以空白方块表示), 或为墙(以带阴影线的方块表示)。所求路径必须是简 单路径,即在求得的路径上不能重复出现同一通道块。假设“当前位置”指的是“在搜索过程中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(东、南、西、北)上相邻的方块。假设以栈S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、思路
迷宫
迷宫的文件存储方式
##########
#..#...#.#
#..#...#.#
#....##..#
#.###....#
#...#....#
#.#...#..#
#.###.##.#
##.......#
##########
三、代码
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define length 10
#define width 10
#define start_hang 1 //从0行开始计算row
#define start_lie 1//从0列开始column
#define end_hang 8
#define end_lie 8
#define STACK_INIT_SIZE length*width
char maze[width][length];
typedef struct
{
int r;
int c;
}postype;
typedef struct
{
int ord;//通道块在路径上的序号
postype seat;//通道块在迷宫中的坐标
int di;//从此通道块走向下一通道块的方向
}selemtype;
typedef struct
{
selemtype *base;
selemtype *top;
int stacksize;
}sqstack;
void initstack(sqstack *s)
{
s->base=(selemtype *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(selemtype));
if(!s->base)
{
printf("创建空间失败");
exit(0);
}
s->top=s->base;
s->stacksize=STACK_INIT_SIZE;
}
void push(sqstack *s,selemtype e)
{
if(s->top-s->base>s->stacksize)//本题中，这里可以不写，因为STACK_INIT_SIZE=length*width
{
s->base=(selemtype *)realloc(s->base,(s->stacksize+2)*sizeof(selemtype));
if(!s->base) // 当空间不足时，增加两个空间
{
printf("栈增加空间失败");
exit(0);
}
s->top=s->base+s->stacksize;
s->stacksize+=2;
}
*s->top++=e;//printf("$**");//检验入栈
}
void readmaze()//从文件中读入迷宫 。用#表示墙壁，用.表示通路，重点用B表示
{
char ch;
int i,j;
FILE *fp;
fp=fopen("maze.txt","r");
if(fp==NULL)
{
printf("打开迷宫文件失败");
exit(0);
}
for(i=0;i<width;i++)
{
for(j=0;j<length;j++)
{
ch=fgetc(fp);
maze[i][j]=ch;
}
ch=fgetc(fp);//用来接收换行符
}
for(i=0;i<width;i++)
{
for(j=0;j<length;j++)
{
printf("%c",maze[i][j]);
}
printf("\n");//输出换行
}
}
int mazepath(sqstack *s,postype *start,postype *end)
{
int footmark[length][width]={0};//走过但目前通的方块标记为1
int i=0;
selemtype e;
postype curpos,endpos;
curpos=*start;//printf("%d,%d",curpos.c,curpos.r);检查复制有无成功
endpos=*end;
do
{ //可以通行且没有走过的情况下进栈
if(maze[curpos.r][curpos.c]=='.'&&footmark[curpos.r][curpos.c]==0)
{
footmark[curpos.r][curpos.c]=1;
i++;
e.ord=i;
e.seat=curpos;
e.di=1;//初始化为1，默认将会向东走一步
push(s,e);
if(curpos.r==endpos.r&&curpos.c==endpos.c)//求得路径存入栈中
return 1; //若当前为出口位置，则结束
else
curpos.c++;//否则切换到当前位置的东邻方块作为新的当前位置
}
else
{
curpos=e.seat;//当前道路不通，回归上一个位置
if(e.di<4)//此时e虽然被复制进入栈中，但外面的e还没有改变
{ //若栈不空，且栈顶位置尚有其他位置未经探索
switch(e.di) //每次都是对当前的位置curpos进行判断
//下面的循环就要注意对curpos进行更新
{
case 1:curpos.r++;e.di++;break;//向下
case 2:curpos.c--;e.di++;break;
case 3:curpos.r--;e.di++;break;
case 4:break;//四周不通
}
}
else if(e.di==4)//栈不空，但栈顶周围均不通
{
s->top--;//从路径中删除该通道块；//这里要补上标记
if(s->base!=s->top) //若栈不为空，重新测试新的栈顶
{
e=*--s->top;//printf("@**");//验证出栈次数;
s->top++;//s->top总是指向栈顶，最上面元素的上一层，这里将s->top归位
i--;//序号减一
curpos=e.seat;//对当前位置进行更新
}
}
}
}while(s->base!=s->top);
return -1;//跳出循环说明没有路径
}
void primazepath(sqstack *s)
{ //printf("$*******");
selemtype e;
while(s->base!=s->top)
{
e=*--s->top;
printf("步数%d 位置%d,%d:\n",e.ord,e.seat.r,e.seat.c);
}
}
void main()
{
int m=2;
sqstack s;
initstack(&s);
readmaze();
postype start,end;
start.r=start_hang;
start.c=start_lie;
end.r=end_hang;
end.c=end_lie;
m=mazepath(&s,&start,&end);
//printf("%d",m);
if(m==-1)
{
printf("没有路径");
exit(0);
}
primazepath(&s);
}1、文件读取字符的时候，要注意单独接收换行符，排除换行符的干扰。（详见c语言文件章节）
2、不能用指针返回在调用函数中创建的栈的地址。因为栈的生命周期和函数的周期相同。（具体的原因目前不清 楚）
3、结构体中如果含有指针元素，则在复制中存在浅拷贝问题。（即指针复制了地址，它们指向相同的空间。也即一个空间，两个地址，物理空间中的内容并没有开辟空间进行复制）。
五、体会
这是我目前写过最难的代码了。出了很多问题，也花了很多时间，中间也有焦躁。
保持一个平常心敲代码。踏踏实实的打好基础。