老鼠走迷宫-c语言（基于广度优先的寻路算法）
深读优先寻路算法原文：https://blog.csdn.net/qq_42476927/article/details/81868068
本文是基于之前的深度优先寻路算法改进而来，参考了许多广度遍历的代码结合自己代码改进成为现在的样子，基本上优化了之前的所有缺点，相较于之前寻路的速度快了N倍，当然深度优先本来就不是用于遍历出最短路径，广度优先的寻路算法才是真正适合用于寻找最短路径，刚开始思路没那么清晰所以才有了深度遍历最短路径。
-
以下是全部的函数和部分变量：
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void game() //走迷宫游戏，包含时间统计，以及对老鼠的移动控制，游戏模块
-
void create_plat() //新建地图，并存入文件的模块 地图文件是plat.txt
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void show_plat() //地图展示模块
-
void alter_plat() //修改地图模块
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void read_plat() //读取文件里的地图模块
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//广度优先寻路算法
int NextPos(int *i,int *j,int count) //i行 j列,count为遍历上下左右的条件
void En_stack(int i,int j,int k) //将通路的i，j计入栈中
void De_stack(int *i,int *j,int *k) //读取栈中的元素
void Path_BFS() //广度算法遍历，寻找最短路径核心
void path_best() //标记最短路径模块并显示 -
void path_find(int p,int q) //寻找通关路径的模块，深度算法
-
新增元素：
typedef struct
{
int x;
int y;
}Axis;
//用于存放路径结构体
typedef struct
{
int parent;
int child;
Axis childpos;
}Stack;Stack S[M*N]; //用于储存的栈
int top=0,bottom=0; //标记栈的两个定位元素
经过n次调试，改代码，才调试出来，去掉了原先深度寻找最短路径的部分代码，新增的visit数组是用来广度遍历标记的，然后配合S栈找出返回的路径，返回路径是由parent和child标记定位栈中元素返回的，并不是一个一个出栈，然后标记出路径再输出，当然这个程序还是有一点小瑕疵，就是一旦使用20x20空地图，再用寻找全部路径这个功能，就会出现bug，因为寻找全部路径使用的是深度遍历，空地图如果大了，就需要更多的运算，花费很多时间，但是9x9地图是没有问题的，有兴趣的话可以自己改着试一下。
以下是源代码：
大家可以改一下试试，编程软件vc6.0
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include<conio.h>
#include<time.h>
#define M 9
#define N 9
int maze[M][N] = {2,2,2,2,2,2,2,2,2,
2,0,0,0,2,0,0,0,2,
2,0,2,0,0,0,2,2,2,
2,0,0,2,2,0,0,0,2,
2,0,2,0,1,2,2,0,2,
2,0,2,0,2,0,0,0,2,
2,0,2,0,2,2,0,2,2,
2,0,0,0,0,2,0,3,2,
2,2,2,2,2,2,2,2,2}; //初始默认地图
int visit[M][N]={ 2,2,2,2,2,2,2,2,2,
2,0,0,0,2,0,0,0,2,
2,0,2,0,0,0,2,2,2,
2,0,0,2,2,0,0,0,2,
2,0,2,0,1,2,2,0,2,
2,0,2,0,2,0,0,0,2,
2,0,2,0,2,2,0,2,2,
2,0,0,0,0,2,0,3,2,
2,2,2,2,2,2,2,2,2}; //用于广度遍历的数组
typedef struct
{
int x;
int y;
}Axis;
//用于存放路径结构体
typedef struct
{
int parent;
int child;
Axis childpos;
}Stack;
Stack S[M*N]; //用于储存的栈
//全局定义的变量
int m=4,n=4; //老鼠的初始位置
int p=4,q=4; //老鼠位置二次定位
int x=7,y=7; //粮仓初始位置
int g; //g:统计有效路径，防止路径过多，造成循环过度；
int top=0,bottom=0; //标记栈的两个定位元素
void game() //走迷宫游戏，包含时间统计，以及对老鼠的移动控制，游戏模块
{
int i,j,v,t=0; //t为初始时间
char str;
time_t start,end;
start=time(NULL);
maze[x][y]=3;
m=p;
n=q;
maze[m][n]=1; //重新定位老鼠位置
printf("显示迷宫：\n"); //地图初始化
for (i = 0 ; i < M ; i++)
{
for (j = 0 ; j < N ; j++)
{
if(maze[i][j] == 2){
printf("▉");
}
else if(maze[i][j]==1)
{
printf("鼠");
}
else if(maze[i][j]==3)
{
printf("粮");
}
else
{
printf(" ");
}
}
printf("\n");
}
printf("（按w↑s↓a← d→移动）\n请在15秒内通关☆(－ｏ⌒)\n"); //初始化地图
while(1)
{
printf("时间：%d\r",t);
if(kbhit()) //输入控制
{
str=getch();
if(str=='w') //上
{
if(maze[m-1][n]==0)
{
maze[m-1][n]=1;
maze[m][n]=0;
m=m-1;
}
else if(maze[m-1][n]==3)
{
maze[m][n]=0;
v=1;
}
}
else if(str=='s') //下
{
if(maze[m+1][n]==0)
{
maze[m+1][n]=1;
maze[m][n]=0;
m=m+1;
}
else if(maze[m+1][n]==3)
{
maze[m][n]=0;
v=1;
}
}
else if(str=='a') //左
{
if(maze[m][n-1]==0)
{
maze[m][n-1]=1;
maze[m][n]=0;
n=n-1;
}
else if(maze[m][n-1]==3)
{
maze[m][n]=0;
v=1;
}
}
else if(str=='d') //右
{
if(maze[m][n+1]==0)
{
maze[m][n+1]=1;
maze[m][n]=0;
n=n+1;
}
else if(maze[m][n+1]==3)
{
maze[m][n]=0;
v=1;
}
}
else;
system("cls");
printf("显示迷宫：\n"); //显示游戏地图
for (i = 0 ; i < M ; i++)
{
for (j = 0 ; j < N ; j++)
{
if(maze[i][j] == 2)
{
printf("▉");
}
else if(maze[i][j]==1)
{
printf("鼠");
}
else if(maze[i][j]==3)
{
printf("粮");
}
else
{
printf(" ");
}
}
printf("\n");
}
printf("（按w↑s↓a← d→移动）\n请在15秒内通关☆(－ｏ⌒) \n");
}
else;
if(v==1) //判断是否通关
{
printf("\n恭喜通关！(￣▽￣)~*\n");
system("pause");
break;
}
if(t>15) //规定时间到后结束游戏
{
printf("\n未在规定时间内通关，游戏失败。(╯︵╰)\n");
maze[m][n]=0; //清除最后所在位置
system("pause");
break;
}
end=time(NULL);
t=difftime(end,start);
}
}
void create_plat() //新建地图，并存入文件的模块
{
int i,j,s;
cc: printf("请输入0和2,0代表通路，2代表墙体(数字用空格隔开)，输入规格是%dx%d，有边缘墙体无需再次输入(￣▽￣)／\n",M-2,M-2);
for(i=1;i<=M-2;i++)
{
printf("第%d行:",i);
for(j=1;j<=N-2;j++)
{
scanf("%d",&s);
if(s==0||s==2)
maze[i][j]=s;
else
{
system("cls");
printf("输入错误请重新输入╮(╯﹏╰）╭\n");
goto cc;
}
}
}
aa: printf("请设置老鼠的初始位置x,y即行列（1~%d,1~%d）:\n",M-2,N-2);
p=q=NULL;
m=n=NULL;
//清除来自键盘的30多个缓存字符，防止死循环bug
for(i=0;i<30;i++)
fflush(stdin);
scanf("%d,%d",&p,&q);
if(p<=(M-2)&&q<=(M-2)&&p>0&&q>0)
maze[p][q]=1;
else
{
system("cls");
printf("输入错误，请重新输入,在%dx%d的范围内。(；′⌒`)\n",M-2,N-2);
goto aa;
}
bb: printf("请设置粮仓的位置x,y:\n");
//清除来自键盘的30多个缓存字符，防止死循环bug
for(i=0;i<30;i++)
fflush(stdin);
scanf("%d,%d",&x,&y);
if(x<=(M-2)&&y<=(N-2)&&x>0&&y>0&&(x!=p||y!=q))
maze[x][y]=3;
else
{
system("cls");
printf("输入错误，请重新输入,在%dx%d的范围内。(；′⌒`)\n",M-2,N-2);
goto bb;
}
//文件保存地图
FILE *fp;
fp=fopen("plat.txt","w");
for(i=0;i<M;i++)
{
for(j=0;j<N;j++)
fprintf(fp,"%d\t",maze[i][j]);
fprintf(fp,"%c",'\n');
}
fprintf(fp,"%d\t",p);
fprintf(fp,"%d\t",q);
fprintf(fp,"%d\t",x);
fprintf(fp,"%d\t",y);
fclose(fp);
printf("地图新建完成,并保存成功！！！ヾ(^Д^*)/\n");
system("pause");
}
void show_plat() //地图展示模块
{
int i,j;
system("cls");
maze[x][y]=3;
m=p;
n=q;
maze[m][n]=1;
printf("显示迷宫：\n"); //显示游戏地图
for (i = 0 ; i < M ; i++)
{
for (j = 0 ; j < N ; j++)
{
if(maze[i][j] == 2)
{
printf("▉");
}
else if(maze[i][j]==1)
{
printf("鼠");
}
else if(maze[i][j]==3)
{
printf("粮");
}
else
{
printf(" ");
}
}
printf("\n");
}
printf("已显示地图☆(－ｏ⌒)\n");
system("pause");
}
void alter_plat() //修改地图模块
{
int i,j,select,a,b;
FILE *fp;
while(1)
{
system("cls");
m=p;
n=q;
maze[m][n]=1;
printf("显示迷宫：\n"); //显示游戏地图
for (i = 0 ; i < M ; i++)
{
for (j = 0 ; j < N ; j++)
{
if(maze[i][j] == 2)
{
printf("▉");
}
else if(maze[i][j]==1)
{
printf("鼠");
}
else if(maze[i][j]==3)
{
printf("粮");
}
else
{
printf(" ");
}
}
printf("\n");
}
printf(" =============----修改地图------===================\n");
printf(" |请选择： |\n");
printf(" | 1.修改为墙体； |\n");
printf(" | 2.修改为通路； |\n");
printf(" | 3.保存修改地图； |\n");
printf(" | 0.退出修改功能； |\n");
printf(" ===========（请输入相应数字执行其功能）===========\n");
fflush(stdin); //清除键入的缓存
scanf("%d",&select);
if(select<4 && select>=0)
{
switch(select)
{
case 1: printf("围墙内为修改范围，范围是%dx%d\n",M-2,N-2);
printf("请输入坐标x,y(行,列)修改地图:\n");
//清除来自键盘的30多个缓存字符，防止死循环bug
for(i=0;i<30;i++)
fflush(stdin);
scanf("%d,%d",&a,&b);
if(a<=(M-2)&&b<=(N-2)&&a>0&&b>0&&maze[a][b]!=1&&maze[a][b]!=3)
maze[a][b]=2;
else
{
printf("输入错误请重新输入，不能在围墙、粮仓和老鼠的位置修改哦(*/ω＼*)\n");
system("pause");
}
break;
case 2: printf("围墙内为修改范围，范围是%dx%d\n",M-2,N-2);
printf("请输入坐标x,y(行,列)修改地图:\n");
//清除来自键盘的30多个缓存字符，防止死循环bug
for(i=0;i<30;i++)
fflush(stdin);
scanf("%d,%d",&a,&b);
if(a<=(M-2)&&b<=(N-2)&&a>0&&b>0&&maze[a][b]!=1&&maze[a][b]!=3)
maze[a][b]=0;
else
{
printf("输入错误请重新输入，不能在围墙、粮仓和老鼠的位置修改哦(*/ω＼*)\n");
system("pause");
}
break;
case 3:
{ //文件形式保存修改后地图
fp=fopen("plat.txt","w");
for(i=0;i<M;i++)
{
for(j=0;j<N;j++)
fprintf(fp,"%d\t",maze[i][j]);
fprintf(fp,"%c",'\n');
}
fprintf(fp,"%d\t",p);
fprintf(fp,"%d\t",q);
fprintf(fp,"%d\t",x);
fprintf(fp,"%d\t",y);
fclose(fp);
printf("地图修改完成,并保存成功！！！(*￣︶￣)\n");
system("pause");
}
break;
case 0: break;
}
//同步数组maze到visit
for(i=0;i<M;i++)
for(j=0;j<N;j++)
visit[i][j]=maze[i][j];
}
else
{
printf("请按规定输入哦￣ω￣=\n");
system("pause");
}
if(select==0)
break;
}
}
void read_plat() //读取文件里的地图模块
{
int i,j;
FILE *fp;
fp=fopen("plat.txt","r");
if(!fp)
{
printf("文件不存在，请重新打开(╥╯^╰╥)\n");
system("pause");
return;
}
else
{
for(i=0;i<M;i++) //读取到maze数组
{
for(j=0;j<N;j++)
fscanf(fp,"%d\t",&maze[i][j]);
fscanf(fp,"\n");
}
fscanf(fp,"%d\t",&p);
fscanf(fp,"%d\t",&q); //读取老鼠的位置
fscanf(fp,"%d\t",&x);
fscanf(fp,"%d\t",&y); //读取粮仓的位置
printf("读取成功，请查看新地图！(￣▽￣)~*\n");
//将maze拷贝到visit
for(i=0;i<M;i++)
for(j=0;j<N;j++)
visit[i][j]=maze[i][j];
system("pause");
}
fclose(fp);
}
//广度优先寻路算法
int NextPos(int *i,int *j,int count) //i行 j列,count为遍历上下左右的条件
{
switch(count)
{
case 1: (*j)++; //右
return 1;
case 2: (*i)++; //下
return 1;
case 3: (*j)--; //左
return 1;
case 4: (*i)--; //上
return 1;
default:
return 0;
}
}
void En_stack(int i,int j,int k) //将通路的i，j计入栈中
{
S[top].childpos.x=i;
S[top].childpos.y=j;
S[top].parent=k;
S[top].child=top;
top++;
}
void De_stack(int *i,int *j,int *k) //读取栈中的元素
{
*i=S[bottom].childpos.x;
*j=S[bottom].childpos.y;
*k=S[bottom].child;
bottom++;
}
void Path_BFS() //广度算法遍历，寻找最短路径核心
{
int i,j,k,count,store_i,store_j;;
En_stack(p,q,-1);
visit[p][q]=1;
while(1)
{
count=1;
De_stack(&i,&j,&k);
store_i=i;store_j=j; //保存当前位置
while(NextPos(&i,&j,count))
{
count++;
if(visit[i][j]==3||!visit[i][j])
{
En_stack(i,j,k);
visit[i][j]=1;
if(i==x&&j ==y)
return;
}
i=store_i;j=store_j;
}
}
}
void path_best() //标记最短路径模块并显示
{
int i,j,k;
//最短路径标记
k=top-1;
while(k!=-1)
{
i=S[k].childpos.x;
j=S[k].childpos.y;
maze[i][j]=5;
k=S[k].parent;
}
//输出最短路径
printf("最短路径：\n");
for(i=0;i<M;i++)
{
for(j=0;j<N;j++)
if(maze[i][j] == 2)
printf("█");
else if(maze[i][j]==0)
printf(" ");
else
printf("の");
printf("\n");
}
//地图恢复
k=top-1;
while(k!=-1)
{
i=S[k].childpos.x;
j=S[k].childpos.y;
maze[i][j]=0;
k=S[k].parent;
}
top=0;
bottom=0;
for(i=0;i<M;i++)
for(j=0;j<N;j++)
visit[i][j]=maze[i][j];
maze[p][q]=1;
maze[x][y]=3;
}
//广度搜索over
void path_find(int p,int q) //寻找通关路径的模块，深度算法
{
int i,j,c;
maze[p][q]=1;
c=g;
if(c==15) //防止过度循环，暂时只能显示15条路径，可调节。
{
printf("已列举10种可行方案！！方案太多可能列举不完，所以最多列举15个（￣︶￣）↗\r");
maze[p][q]=0;
return;
// exit(0);
}
if (maze[p][q+1]==3||maze[p][q-1]==3||maze[p+1][q]==3||maze[p-1][q]==3) //判断当前位置上下左右是否有粮仓
{
printf("显示路径: \n");
for (i = 0 ; i < M ; i++)
{
for (j = 0 ; j< N ; j++)
{
if(maze[i][j] == 2)
{
printf("█");
}
else if(maze[i][j] == 1)
printf("の");
else if(maze[i][j]==3)
printf("粮");
else
printf(" ");
}
printf("\n");
}
printf("已显示方案，如上！请稍等。。。\n");
g++;
}
if(g!=15)
{
if(maze[p][q+1] == 0) path_find(p, q+1); //右
if(maze[p+1][q] == 0) path_find(p+1, q); //下
if(maze[p][q-1] == 0) path_find(p, q-1); //左
if(maze[p-1][q] == 0) path_find(p-1, q); //上
}
maze[p][q]=0;
}
void main() //主函数，菜单控制界面
{
/*全局变量：m,n老鼠位置,p,q老鼠初始位置,x,y粮仓的初始位置，top,bottom用于指向栈中元素，标记位置；
g统计所有有效路径的次数，最多十五次，防止因为路径过多而死循环；结构体：Axis;Stack;
局部变量:l,a,b,str,i,j,k,v,s,t,select 时间变量time_t start,end 指针fp 宏定义 M N */
int select,k;
while(1)
{
system("cls");
printf(" =============老鼠走迷宫游戏 n.0===================\n");
printf(" |请选择： |\n");
printf(" | 1.开始游戏； |\n");
printf(" | 2.新建地图； |\n");
printf(" | 3.查看地图； |\n");
printf(" | 4.修改地图； |\n");
printf(" | 5.读取地图； |\n");
printf(" | 6.显示最短路径； |\n");
printf(" | 7.显示通关所有路径； |\n");
printf(" | 0.退出系统； |\n");
printf(" ===========（请输入相应数字执行其功能）===========\n");
printf(" 注意事项:\n 采用广度优先搜索算法，寻找最短路径，经过测试应该没有bug了(;≧Д≦)y\n");
for(k=0;k<30;k++)
fflush(stdin); //清除键盘输入的scanf缓存，防止死循环
scanf("%d",&select);
if(select>=0 && select<8) //键盘输入检错
{
switch(select)
{
case 0: exit(0);
case 1: system("cls"); //清除菜单
game(); //开始游戏
break;
case 2: create_plat(); //新建地图
break;
case 3: show_plat(); //显示地图
break;
case 4: alter_plat(); //修改地图
break;
case 5: read_plat(); //在文件里读取地图
break;
case 6: Path_BFS(); //广度优先寻路算法核心
path_best(); //显示及恢复地图
system("pause");
break;
case 7: g=0;
path_find(p,q); //寻找所有通关路径
printf("已显示所有路径!(～￣▽￣)～ \n");
system("pause");
break;
default:
break;
}
}
else
{
printf("请按规定输入哦￣ω￣=\n");
system("pause");
}
}
}
/*2018.8.22 14:33 作者:zero丶0 广度寻路算法的最后一个版本,n次调试，应该沒什么问题了*/