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C++迷宫问题的求解算法

2020-03-22 12:07 656 查看

本文实例为大家分享了C++实现迷宫的具体代码，供大家参考，具体内容如下

一、实验目的：

（1）熟练掌握链栈的基本操作及应用。
（2）利用链表作为栈的存储结构，设计实现一个求解迷宫的非递归程序。

二、实验内容：

【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，对信任意设定的迷宫，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】

首先实现一个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），……。

【测试数据】/strong>

迷宫的测试数据如下：左上角（1，1）为入口，右下角（8，9）为出口。
1 2 3 4 5 6 7 8
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

【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则未能到达出口，则所设定的迷宫没有通睡。
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，可以迷宫的四周加一圈障碍。对于迷宫任一位置，均可约定有东、南、西、北四个方向可通。

【选作内容】

（１）编写递归形式的算法，求得迷宫中所有可能的通路；
（２）以方阵形式输出迷宫及其通路。

网友提供了一段解决算法：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

#define m 4//行

#define n 4//列

struct xy
{
int x;
int y;
};
typedef struct stack
{
struct xy coordinate;
struct stack* next;
}stack;

void init(stack* p)
{

p->next = NULL;
}

void push(stack* p,struct xy cdnt)
{
stack* temp = p;
while(temp->next != NULL)
temp = temp->next;
stack* newValue = (stack*)malloc(sizeof(struct stack)*1);
newValue->coordinate = cdnt;
newValue->next = temp->next;
temp->next = newValue;
}

void pop(stack* p)
{
stack* tempp = p;
stack* temp = p->next;
while(temp->next != NULL)
temp = temp->next,tempp = tempp->next;
tempp->next = NULL;
free(temp);
}

void browse(stack* p)
{
stack* temp = p->next;
while(temp != NULL)
printf("(%d,%d)\n",temp->coordinate.y,temp->coordinate.x),temp = temp->next;
}

struct xy getEnd(struct stack* p)
{
stack* temp = p;
while(temp->next != NULL)
temp = temp->next;
return temp->coordinate;
}

int getSize(stack* p)
{
int size = 0;
stack* temp = p->next;
while(temp != NULL)
{
size++;
temp = temp->next;
}
return size;
}
int main()
{

int path[m+1][n+1] = {0};
int col = 0,row = 0;
int i = 0,j = 0;
int temp_col = 0,temp_row = 0,t_col = 0,t_row = 0;
int flag = 0;
struct xy t_pair;
//stack A,B;

stack* Ahead = (stack*)malloc(sizeof(struct stack)*1);
stack* Bhead = (stack*)malloc(sizeof(struct stack)*1);
init(Ahead); init(Bhead);

for(;i<m;i++)
for(j=0;j<n;j++)
{
printf("input 0 or 1\n");
scanf("%d",&path[i][j]);
}
i = j = 0;

if(path[0][0] == 0 || path[m-1][n-1] == 0)
{
printf("There is no way\n");
return 1;
}
while(1)
{
//检验是否已经到达末尾

if(col == n-1 && row == m-1 && path[row][col] == 1)
{
//到达尾端，意味着找到一条路

flag = 1;
printf("Find a way,it's\n");
browse(Ahead);
printf("(%d,%d)\n",m-1,n-1);
if(getSize(Bhead) != 0)
{

temp_col = getEnd(Bhead).x;
temp_row = getEnd(Bhead).y;

while(1)
if(getEnd(Ahead).x == temp_col && getEnd(Ahead).y == temp_row)
break;
else
pop(Ahead);
col = temp_col + 1;
row = temp_row;
pop(Bhead);

}
else
return 1;
}

else//还没有到末尾的情况

{
if(path[row + 1][col] == 1 && path[row][col + 1] == 1)
{
t_pair.x = col;t_pair.y = row;
push(Ahead,t_pair);
push(Bhead,t_pair);
row++;
continue;
}
//下面不是右边也不是

if(path[row + 1][col] == 0 && path[row][col + 1] == 0)
{
if(getSize(Bhead))
{
//vector<struct xy>::iterator iter = B.end() - 1;

col = getEnd(Bhead).x + 1;row = getEnd(Bhead).y;//回到上一次分叉处，搜索右侧路径

pop(Ahead);
pop(Bhead);
continue;
}
else
return 1;
}
//下面是，右边不是

if(path[row + 1][col] == 1 && path[row][col + 1] == 0)
{
t_pair.x = col;t_pair.y = row;
push(Ahead,t_pair);
row++;
continue;
}
//下面不是，右边是

if(path[row + 1][col] == 0 && path[row][col + 1] == 1)
{
t_pair.x = col;t_pair.y = row;
push(Ahead,t_pair);
col++;
continue;
}

}
}
if(!flag)
printf("There is no way\n");
return 0;
}

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助

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标签： C++ 迷宫

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