数据结构--栈和队列及应用--迷宫问题

数据结构–栈和队列及应用–迷宫问题

【实验目的】

使学生深入了解栈和队列的特性，以便在实际问题背景下灵活运用它们，同时还将巩固对这两种结构的构造方法的掌握及基本操作的实现。

【实验内容】

１、问题描述：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，或得到没有通路的结论。
２、基本要求：
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。如：对于下列数据的迷宫，输出的一条通路为：(1,1,1),(1,2,2),(2,2,2),(3,2,3),(3,1,2)…
３、测试数据：迷宫的测试数据如下：左下角(1,1)为入口，右下角(8,9)为出口。
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

４、实现提示：计算机解迷宫通常用的是“穷举求解”方法，即从入口出发，顺着某一个方向进行探索，若能走通，则继续前进；否则沿着原路退回，换一个方向继续探索，直至出口位置，求得一条通路。假如所有可能的通路都探索到而未能到达出口，则所设定的迷宫没有通路。
可以二维数组存储迷宫数据，通常设定入口点的下标为(1,1)，出口点的下标为(n,n)。为处理方便起见，可在迷宫的四周加一圈障碍。对于迷宫中任一位置，均可约定有东、南、西、北四个方向可通。

##【实验数据】

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define M 8
#define N 8
#define MaxSize 100

typedef int ElemType;

int a[M+2][N+2]=
{
    {1,1,1,1,1,1,1,1,1,1},
    {1,0,1,1,0,0,0,1,0,1},
    {1,0,1,1,0,0,0,1,0,1},
    {1,0,0,0,0,1,1,0,0,1},
    {1,0,1,1,1,0,0,0,0,1},
    {1,0,0,0,1,0,0,0,0,1},
    {1,0,1,0,0,0,1,0,0,1},
    {1,0,1,1,1,0,1,1,0,1},
    {1,0,1,0,0,0,0,0,2,1},
    {1,1,1,1,1,1,1,1,1,1}
};

typedef struct
{
    int i;              //当前方块的行号
    int j;              //当前方块的列号
    int d;             //di是下一可走相邻方位的方位号     1为向右走  2为向下走   3为向左走  4为向上走
} Box;

typedef struct
{
    Box base[MaxSize];
    int top;            //栈顶指针
} SqList;

void MazePath(SqList S)
{
    int q=0,m,n,k=0;  //q 为计数器
    m=1;
    n=1;
    S.top=-1;
    do
    {
        k++;
        if(a[m][n]==0)
        {
            a[m][n]=1;
            S.top++;
            S.base[S.top].i=m;
            S.base[S.top].j=n;
            S.base[S.top].d=1;
            n=n+1;
            q=q+1;
            continue;
        }
        if(a[m][n]==1)
        {
            if(S.base[S.top].d==1)
            {
                n=n-1;
                S.base[S.top].d=2;
                m=m+1;
                continue;
            }
            if(S.base[S.top].d==2)
            {
                m=m-1;
                S.base[S.top].d=3;
                n=n-1;
                continue;
            }
            if(S.base[S.top].d==3)
            {
                n=n+1;
                S.base[S.top].d=4;
                continue;
            }
            if(S.base[S.top].d==4)
            {
                S.top--;
                q--;
                continue;
            }
        }
        if(a[m][n]==2)
        {
            printf(" 步数为:%d\n",q);
            break;
        }
    }
    while(S.top>-1);
    printf("执行了%d次循环\n",k);
}

int main()
{
    void MazePath(SqList S);
    SqList S;
    MazePath(S);
    return 0;
}

【实验结果】