迷宫问题

【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。或得出没有通路的结论

【基本要求】

【测试数据】

【实现提示】
使用 穷举法和栈求解

【代码过程】

1。

//base.h
//------------------- 公用的常量和类型 ----------------------------
#include<stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
//函数结果状态代码
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define INFEASIBLE -1
#define OVERFLOW -2

typedef int Status; //函数的返回值
typedef int DirectiveType; //下一个通道方向

#define RANGE 100 //迷宫大小

//~

2。

//stack.h
#define STACK_INIT_SIZE 100
#define STACKINCREMENT 10

//------------ 栈的顺序存储实现 ------------------------------
typedef struct...{
int row;
int col;
}PosType;

typedef struct...{
int step; //当前位置在路径上的"序号"
PosType seat; //当前的坐标位置
DirectiveType di; //往下一个坐标位置的方向
}SElemType;

typedef struct...{
SElemType *base;
SElemType *top;
int stacksize;
}SqStack;

//----------------- 栈的基本操作的算法实现 --------------------------------
Status InitStack(SqStack &s)...{
s.base = (SElemType * ) malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof(SElemType));
if(!s.base) exit(OVERFLOW);
s.top=s.base;
s.stacksize=STACK_INIT_SIZE;
return OK;
}

Status GetTop(SqStack s, SElemType &e )...{
if( s.top == s.base) return ERROR;
e = *(s.top-1);
return OK;
}

Status Push(SqStack &s, SElemType e)...{
if(s.top-s.base >= s.stacksize)...{ //栈满，追加存储空间
s.base = (SElemType *)realloc(s.base,(s.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType));
if(!s.base) exit(OVERFLOW);
s.top = s.base + s.stacksize;
s.stacksize += STACKINCREMENT;
}
*s.top++ = e;
return OK;
}

Status Pop(SqStack &s, SElemType &e)...{
if(s.top==s.base)return ERROR;
e = * --s.top;
return OK;
}

int StackEmpty(SqStack s)
...{
return s.base == s.top;
}

Status ClearStack(SqStack &s)
...{
s.top = s.base;
return OK;
}
//~

3。

//maze.h
//-------------------- 迷宫程序 ----------------------------------
/**//**************************************************************
迷宫问题算法: 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达到出口,则所设定的迷宫没有通路.
说明:可通: 未增走到过的通道快.
*********************************************************/
#define ROW 9 //迷宫的行数
#define COL 8 //迷宫的列数

typedef struct...{
int m,n;
int arr[RANGE][RANGE];
}MazeType; //迷宫类型

Status InitMaze(MazeType &maze, int a[][COL], int row, int col)...{
//按照用户输入的row行和col列的二维数组(0/1)
//设置迷宫maze的初值,包括加上边缘一圈的值
for(int i=1;i<=row;i++)...{
for(int j=1;j<=col;j++)...{
maze.arr[i][j] = a[i-1][j-1];
}
}
//加上围墙
for(int j=0;j<=col+1;j++)...{
maze.arr[0][j] = maze.arr[row+1][j]=1;
}
for(i=0;i<=row+1;i++)...{
maze.arr[i][0] = maze.arr[i][col+1]=1;
}
maze.m = row, maze.n = col;
return OK;
}

Status Pass(MazeType maze,PosType curpos)...{
//判断当前节点是否通过
return maze.arr[curpos.row][curpos.col] == 0;
}

Status FootPrint(MazeType &maze,PosType curpos)...{
//留下足迹
maze.arr[curpos.row][curpos.col]='*';
return OK;
}

Status MarkPrint(MazeType &maze,PosType curpos)...{
//留下不能通过的标记
maze.arr[curpos.row][curpos.col]='@';
return OK;
}

SElemType CreateSElem(int step, PosType pos, int di)...{
SElemType e;
e.step = step; e.seat = pos; e.di = di;
return e;
}

PosType NextPos(PosType curpos, DirectiveType di)...{
//返回当前节点的下一节点
PosType pos = curpos;
switch(di)
...{
case 1: //东
pos.col++;
break;
case 2: //南
pos.row++;
break;
case 3: //西
pos.col--;
break;
case 4: //北
pos.row--;
break;
}
return pos;
}

Status PosEquare(PosType pos1, PosType pos2)...{
//判断两节点是否相等
return pos1.row==pos2.row && pos1.col==pos2.col ;
}

void PrintMaze(MazeType maze,int row,int col)...{
//打印迷宫信息
for(int i=1;i<=row;i++)...{
for(int j=1;j<=col;j++)...{
switch(maze.arr[i][j])
...{
case 0:
printf(" ");
break;
case '*':
printf("* ");
break;
case '@':
printf("@ ");
break;
case 1:
printf("# ");
break;
}
}
printf(" ");
}
}

Status MazePath(MazeType &maze,PosType start, PosType end)...{
//求解迷宫maze中,从入口start到出口end的一条路径
//若存在,返回TRUE,否则返回FALSE
SqStack s;SElemType e;
InitStack(s);
PosType curpos = start;
int curstep = 1; //探索第一部
do...{
if( Pass(maze,curpos) )...{ //如果当前位置可以通过,即是未曾走到的通道块
FootPrint(maze,curpos); //留下足迹
e = CreateSElem(curstep,curpos,1); //创建元素
Push(s,e);
if( PosEquare(curpos,end) ) return TRUE;
curpos =NextPos(curpos,1); //获得下一节点:当前位置的东邻
curstep++; //探索下一步
}else...{ //当前位置不能通过
if(!StackEmpty(s))...{
Pop(s,e);
while(e.di==4 && !StackEmpty(s) )...{
MarkPrint(maze,e.seat); Pop(s,e);curstep--; //留下不能通过的标记,并退回一步
}
if(e.di<4)...{
e.di++; Push(s,e); //换一个方向探索
curpos = NextPos(e.seat,e.di); //求下一个节点
}
}
}
}while(!StackEmpty(s));
return FALSE;
}
//~

4。

//test.cpp
#include "base.h"
#include "stack.h"
#include "maze.h"

/**//**************** 测试 ***********************************/
void main()
...{
int a[ROW][COL];
printf("enter the maze's data: ");
for(int i=0;i<ROW;i++)
...{
for(int j=0; j<COL;j++)
...{
scanf("%d",&a[i][j]);
}
}
PosType start,end;
start.row = 1;start.col=1;
end.row = 9; end.col = 8;
MazeType maze;
InitMaze(maze,a,ROW,COL);
Status ok = MazePath(maze,start,end);
if(ok) PrintMaze(maze,ROW,COL);
else printf("没有找到通路");
}
//~