迷宮尋路C語言

• 一、棧
• • 1.名詞
  • 2.棧的實現
  • • 棧元素的結構：
    • 初始化棧
    • 入棧
    • 出棧
• 二、迷宮問題
• • 1.定義迷宮類型
  • 2.迷宮分析
  • • 1.迷宮的初始化
    • 2.迷宮顯示
    • 3.迷宮尋路
  • 3.運行結果
• 三.全部程序和參考書籍

一、棧

棧又是線性表，但是它是一個受限制的線性表。線性表可以自由得刪除或插入節點，但棧只能在棧頂刪除（出棧）或插入（入棧）。（見下圖）

順序表的插入與刪除：

棧的入棧與出棧：

1.名詞

棧

棧就像是一個堆放積木的盒子，與盒子等大的積木就像是棧元素，先放進去的積木總是最后才能被取出來，它只能依次從盒子頂端開始取。

棧頂

最后入棧的下一個元素，是棧的最上面的元素

棧底

最開始（第一個）入棧的元素，是棧的最下面的元素

棧頂指針

指向棧頂元素

棧底指針

指向棧底元素

空棧和初始棧

棧頂指針指向棧頂指針，表示該棧可能是空棧（初始化的棧是空棧）

2.棧的實現

棧元素的結構：

/* 順序棧元素類型定義 */ typedef int SElemType;// 順序棧元素結構 typedef struct {SElemType* base; // 棧底指針SElemType* top; // 棧頂指針int stacksize; // 當前已分配的存儲空間，以元素為單位 } SqStack;

其中

SElemType* base; // 棧底指針 //棧底指針，主要用于接收動態分配空間的首地址。SElemType* top; // 棧頂指針 //棧頂指針，主要用于入棧和出棧。

初始化棧

"->"是指針式訪問結構體成員

typedef int Status;/* *初始化棧（空棧） *初始化成功返回OK，否則返回ERROR */ Status InitStack(SqStack* S) {if(S == NULL) {return ERROR;}//分配棧空間S->base = (SElemType*) malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof(SElemType));if(S->base == NULL) {exit(1);//非正常結束當前進程}S->top = S->base;S->stacksize = STACK_INIT_SIZE;return OK; }

入棧

/* *入棧（將e壓入棧） *入棧成功返回OK，否則返回ERROR */ Status Push(SqStack* S, SElemType e) {if (S->base == NULL || S == NULL)return ERROR;//若棧滿了，則增加空間if (S->top - S->base >= S->stacksiaze){S->base = (SElemType*)realloc(S->base,(S->stacksiaze + STACKINCREMENT) * sizeof(SElemType));if (S->base == NULL)exit(1);//分配失敗S->top = S->base + S->stacksiaze;S->stacksiaze += STACKINCREMENT;}//將e壓入棧（先入棧，棧頂指針再自增）*(S->top++) = e;return OK; }

出棧

/* *出棧（e存入的是出棧的內容） *出棧成功返回OK，否則返回ERROR */ Status Pop(SqStack* S, SElemType* e) {if (S->base == NULL || S == NULL || S->base == S->top)return ERROR;//棧頂指針先遞減*e = *(--(S->top));//當前棧頂指針所指的地址都默認是不用地址，棧頂的前一個地址（--(S->top)）才是有用地址return OK; }

二、迷宮問題

迷宮一般來講都是有外墻、迷宮內墻、通路、死胡同、方向（東南西北）、迷宮的方位（x、y坐標）、迷宮大小等等。

1.定義迷宮類型

typedef int MazeType[M][N]; // 迷宮類型 //迷宮類型 typedef enum {Wall, // 外墻Obstacle, // 迷宮內部的障礙Way, // 通路Impasse, // “死胡同”East, South, West, North // 當前探索方向：東南西北 } MazeNode;//通道信息 typedef struct {int x;int y;int di;//下一個訪問的位置 }SElemType;//迷宮棧 typedef struct {SElemType* base; // 棧底指針SElemType* top; // 棧頂指針int stacksize; // 當前已分配的存儲空間，以元素為單位 } SqStack; typedef int MazeType[M][N]; // 迷宮類型

常見的類型定義是：

typedef int** MazeType; // 迷宮類型

二者類似但第一種是為二位數組分配了大小的二維數組，第二個是暫未分配大小的二位數組大小。（第一個已經為二位數組初始化元素為0，第二種是未初始化的二維數組）

2.迷宮分析

1.迷宮的初始化

• 在初始化階段將迷宮的外形確定下來，包括迷宮的外輪廓（外墻）、迷宮內的障礙（內墻）確定并打印在終端上，為了保證迷宮的不確定性和迷宮尋路的自主性，迷宮的內墻由系統的隨機數發生器隨機的生成內墻的位置。
• 迷宮的墻壁都是由枚舉類型來給定的，這樣做的好處是代碼閱讀方便容易理解。
• 迷宮的坐標是由二維數組的下標表示。

如下所示是一個4*4大小的迷宮二維數組，數組中存儲的就是迷宮的類型（外墻、內墻、通路、死胡同，方向），假設1是墻壁，0是通路：

0111

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

代碼如下：

void InitMaze(MazeType maze, PosType* start, PosType* end) {int tmp;srand((unsigned)time(NULL)); //初始化隨機數發生器for (int i=0;i < M;i++){for (int j = 0;j < N;j++){ //墻壁生成if (i == 0 || j == 0 || i == M - 1 || j == N - 1)maze[i][j] = Wall;//外墻else{tmp = rand() % X;if (tmp == 0)maze[i][j] = Obstacle;//內墻elsemaze[i][j] = Way;//通路}}}//入口start->x = 1;start->y = 0;//出口end->x = M - 2;end->y = N - 1;//開放入口和出口maze[1][0] = maze[M - 2][N - 1] = Way;//提高尋路成功率maze[1][1] = maze[M - 2][N - 2] = Way;// 顯示迷宮的初始狀態PrintMaze(maze); }

2.迷宮顯示

利用switch函數判斷迷宮類型二位數組maze的類型，根據其類型打印迷宮。
其關鍵點：

• 在每一行的結束位置輸出回車符。
• 每次進入打印函數，先清屏再打印。

3.迷宮尋路

首先判斷當前位置是否可以通過，判斷依據是當前坐標位置是不是通路；

若當前位置可以通過，則默認先向東訪問并在該坐標下留在訪問的方向標記（東南西北和死胡同）；

打印當前坐標的迷宮類型到終端，并且將當前位置壓入棧中；

若當前位置不能通過，若棧不為空，則彈棧，回到上一個位置，上一個位置可能是尋路到了最后一個方向那么就再彈棧，再向上一個位置尋路，如果還沒有尋路到最后一個方向，那么就會在當前位置尋找其他方向的路，直到尋路失敗或尋路成功；

若棧為空，結束迷宮尋路，標準著尋路失敗。

代碼如下：

Status MazePath(MazeType maze, PosType start, PosType end) {SqStack S;PosType curPos;SElemType e;InitStack(&S);curPos = start;//設置當前位置是入口位置do {//如果當前位置是可以通過的（該位置是從未曾探索過的通道塊）if (Pass(maze, curPos)){//留下足跡（留下向東訪問的標記）FootPrint(maze, curPos);e = Construct(curPos,East);//構造一個通道塊信息并返回Push(&S, e);//將通道塊壓入棧if (Equals(curPos, end)){printf("\n尋路成功！！\n\n");return TRUE;}curPos = NextPos(curPos, East);//獲取下一個要探索的位置}else{if (!StackEmpty(S)){Pop(&S, &e);//退回上一個位置while (e.di == North && !StackEmpty(S)){MarkPrint(maze, e.seat, Impasse);//留下死胡同印記Pop(&S, &e);//繼續退回}if (e.di < North){++e.di;//改變探索方向，按東南西北方向輪詢MarkPrint(maze, e.seat, e.di);//在迷宮下留下訪問標記，用來觀察迷宮的狀態Push(&S, e);//從新將該位置加入到路徑只能curPos = NextPos(e.seat, e.di);}}}} while (!StackEmpty(S));printf("\n尋路失敗\n\n");return FALSE; }

3.運行結果

8：向北方向
4：向西方向
6：向東方向
2：向南方向
0：死胡同
*：墻壁

三.全部程序和參考書籍

下載程序

參考書籍：嚴蔚敏，吳偉民 《書籍結構（C語言版）》 清華大學出版社（第52頁算法3.3） 書號：9787302147510

總結

以上是生活随笔為你收集整理的迷宫问题(C语言)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。