運用棧求解迷宮問題C/C++__C++

用棧解決基本的迷宮問題C/C++

1、問題描述：設定迷宮為m*n的二維數組，起點座標為（1，1），中點座標為（m，n），0為通路，1為死路，為防止數組越界將四周設定邊界1，即數組變為（m+2）*（n+2）數組，迷宮如下....

    

迷宮

1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
1	0	1	1	1	0	1	1	1	1
1	1	0	1	0	1	1	1	1	1
1	0	1	0	0	0	0	0	1	1
1	0	1	1	1	0	1	1	1	1
1	1	0	0	1	1	0	0	0	1
1	0	1	1	0	0	1	1	0	1
1	1	1	1	1	1	1	1	1	1

2、求解思路：

2.1、用數組對迷宮進行定義

#define m 6#define n 8int maze[m+2][n+2]

2.2、試探方向

在正常情況下，每個點有八個方向可以進行試探，設點座標為（x，y）即可對該點的座標進行加減1進行位置的變換，即加上move數組，定義如下：

typedef struct{ int x,y;}item;item move[8];//給move進行賦值void defineMove(item move[8]){ move[0].x = 0,move[0].y =1; move[1].x = 1,move[1].y =1; xmove[2].x = 1,xmove[2].y =0; move[3].x = 1,move[3].y =-1; move[4].x = 0,move[4].y =-1; move[5].x = -1,move[5].y =-1; move[6].x = 1,move[6].y =0; move[7].x = -1,move[7].y =1;}

移動時進行運算：x = x+move[i].x;  y = y+move[i].y;

2.3、棧的設計：

3，6，0（top）

3，5，0

3，4，0

3，3，0

2，2，1

1，1，1

首先將起點壓入棧，並且從正右方的點進行尋路，如果為0，即進行壓棧，若不通即進行點的回溯，尋找其它方向。

棧的定義：

//點的定義typedef struct{int x,y,d;}point;

//棧定義typedef struct{ point data[MAXSIZE]; int top;}MazeStack;

2.4、防止重複到達某一點，以免發生死迴圈，將走過的點初始化為-1,即maze[x][y] = -1。

2.5、迷宮演算法的求解思想：
（1）、將棧進行初始化

 （2）、將進入點座標及到達該點的方向(設為-1)入棧

 （3）、while(棧不為空白)

      {棧頂元素=>(x,y,d)

      出棧

     求出下一個要試探的方向d++

     while(還有剩餘試探方向時)

     { if(d方向可走)

        則{

           （x，y，d）入棧

            求出新點的座標（i,j）

             將新點(i,j)切換為當前點(x,y)

             if(x,y)==(m,n)結束

             else 重設d++;

}

}

3、全部代碼：

/* *運用順序棧解決迷宮問題*/#include<stdio.h>#include<malloc.h>#define MAXSIZE 100#define m 6#define n 8//對棧中的元素進行定義,d為方向typedef struct{ int x,y,d;}point;//對棧的結構進行定義typedef struct{ point data[MAXSIZE]; int top;}MazeStack;//對移動數組進行定義，方便進行點的移動typedef struct{ int x,y;}item;//將棧設定為空白棧void setNULL(MazeStack *s){ s->top = -1;}//判斷棧是否為空白bool isEmpty(MazeStack *s){ if(s->top>=0) return false; else return true;}//進棧操作MazeStack * push(MazeStack *s,point x){ if(s->top>MAXSIZE-1){    printf("棧上溢出。\n");    return s; }else{  s->top++;  s->data[s->top] = x;  return s; }}//退棧操作point * pop(MazeStack *s){ if(isEmpty(s)){    printf("棧為空白。\n");    return NULL; }else{  s->top--;  return &(s->data[s->top+1]); }}//取棧頂元素point * getTop(MazeStack *s){ if(isEmpty(s)){    printf("棧為空白。\n");    return NULL; }else{  return &(s->data[s->top]); }}//對移動的位置進行定義void defineMove(item xmove[8]){ xmove[0].x = 0,xmove[0].y =1; xmove[1].x = 1,xmove[1].y =1; xmove[2].x = 1,xmove[2].y =0; xmove[3].x = 1,xmove[3].y =-1; xmove[4].x = 0,xmove[4].y =-1; xmove[5].x = -1,xmove[5].y =-1; xmove[6].x = 1,xmove[6].y =0; xmove[7].x = -1,xmove[7].y =1;}//進行所有操作的測試int main(){  //對迷宮進行定義  int maze[m+2][n+2],x,y,i,j,d;  //對移動的位置進行定義  item xmove[8];  //定義棧的起始點  point start,*p;  //對棧進行定義  MazeStack *s;  s = (MazeStack*)malloc(sizeof(MazeStack));  setNULL(s);  //對移動的位置進行定義  defineMove(xmove);  //對迷宮進行輸入  printf("請輸入迷宮：\n");  for(i = 0;i<m+2;i++)    for(j = 0;j<n+2;j++)        scanf("%d",&maze[i][j]);  start.x = 1;  start.y = 1;  start.d = -1;  p = (point*)malloc(sizeof(point));  //將起點壓入棧  s = push(s,start);  while(!isEmpty(s)){    p = pop(s);    x = p->x;    y = p->y;    d = p->d+1;    while(d<8){        i = xmove[d].x+x;        j = xmove[d].y+y;        if(maze[i][j]==0){            p->d = d;            s = push(s,*p);            x = i;            y = j;            maze[x][y] = -1;            point nw;            nw.x = x;            nw.y = y;            nw.d = -1;            s = push(s,nw);            if(x==m&&y==n){                printf("找到出口。\n");                while(!isEmpty(s)){                    p = pop(s);                    printf("%d %d %d\n",p->x,p->y,p->d);                }                return 1;            }else{             break;            }        }else{         d++;        }    }  } return 0;}