数据结构课程设计迷宫问题_毕业论文.doc

数据结构课程设计 课程名称：数据结构 题 目：迷宫设计 系 别：软件学院 专 业：移动设备应用开发 班 级：15级移动1班 姓 名： 学 期：2016-2017第一学期 指导教师： 时 间：2016年12月 目录 第一部分 需求分析 第二部分 详细设计 第三部分 调试分析 第四部分 用户手册 第五部分 测试结果 第六部分 附录 第七部分 参考文献 一、 需求分析 1、对于给定的一个迷宫，给出一个出口和入口，找一条从入口到出口的通路，并把这条通路显示出来；如果没有找到这样的通路给出没有这样通路的信息。 2、可以用一个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。 3、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。 4、手动设置迷宫是任意给定的，所以程序要能够对给定的迷宫生成对应的矩阵表示，所以程序的输入包括了矩阵的行数、列数、迷宫内墙的个数、迷宫内墙的坐标、所求的通路的入口坐标、出口坐标。 5、自动生成的迷宫原理很简单，因为0和1分别代表通道和障碍物，所以只需要随机生成0和1然后再给最外围都赋值为1，就形成了新的迷宫。 二、详细设计 1、计算机解迷宫通常用的是“穷举求解“方法，即从人口出发，顺着某一个方向进行探索，若能走通，则继续往前进；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。 2、如果在某个位置上四个方向都走不通的话，就退回到前一个位置，换一个方向再试，如果这个位置已经没有方向可试了就再退一步，如果所有已经走过的位置的四个方向都试探过了，一直退到起始点都没有走通，那就说明这个迷宫根本不通。 3、所谓走不通不单是指遇到墙挡路，还有已经走过的路不能重复走第二次，它包括曾经走过而没有走通的路。　　显然为了保证在任何位置上都能沿原路退回，需要用一个后进先出的结构即栈来保存从入口到当前位置的路径。并且在走出出口之后，栈中保存的正是一条从入口到出口的路径。 4、若当前位置“可通”，则纳入“当前路径”，并继续朝“下一位置”探索；若当前位置“不可通”，则应顺着“来的方向”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；若该通道块的四周四个方块均“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”四周四个方向（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”。 5、找通路的程序的关键部分可以表示如下： do{ 若当前位置可通，  则{　　将当前位置插入栈顶； 　　　　　　// 纳入路径 　　若该位置是出口位置，则算法结束； 　　// 此时栈中存放的是一条从入口位置到出口位置的路径　　否则切换当前位置的东邻方块为新的当前位置；  } 否则 {　　若栈不空且栈顶位置尚有其他方向未被探索，  　则设定新的当前位置为: 沿顺时针方向旋转找到的栈顶位置的下一相邻块；　 若栈不空但栈顶位置的四周均不可通， 　 则{ 删去栈顶位置； 　　　　// 从路径中删去该通道块　　　若栈不空，则重新测试新的栈顶位置，  　　直至找到一个可通的相邻块或出栈至栈空； 　　} 　} } while (栈不空)； 6、程序中用的数据结构解析： ① 程序中用了顺序栈保存当前找到的路径，当前位置不可通时，可以出栈，退回到前一个位置再继续探索通路，栈的定义如下： struct SqStack { SElemType *base; // 在栈构造之前和销毁之后，base的值为NULL SElemType *top; // 栈顶指针 int stacksize; // 当前已分配的存储空间，以元素为单位 }; // 顺序栈 ② 栈中元素的类型结构 程序中先定义了一个表示坐标的类型结构： struct PosType // 迷宫坐标位