嘉兴学院数据结构C课程设计资料

1、目录一问题描述1二问题分析1三数据结构描述 .1四算法设计1五主程序代码 .4六程序运行结果14七实验小结151.问题描述：给定一个 M*N 的迷宫图，求一条从指定入口到出口的路径。假设迷宫图如图M=10 ，N=1 ，其中的方块图表示迷宫。对于途中的每个方块，用空格表示通道，用阴影表示墙。要求所求路径必须是简单路径，即在求得的路径上不能重复出现同一通道块。2.问题分析：为了表示迷宫，设置一个数组a，其中每个元素表示一个方块的状态，为0时表示对应方块是通道，为1时表示对应方块不可走。数据结构描述：在算法中用到的栈采用顺序栈存储结构，将栈定义如下：Struct BoxPublic int i;Pu

2、blic int j;Public int di;Struct StTypePublic Box data;Public int top;StType st=new StType();算法设计：求迷宫问题就是在一个指定的迷宫中求出入口到出口的路径。求解时，通常用的是 “穷举求解”的方法。即从入口出发，顺某一方向向前试探，若能走通，则继续往前走；否则沿原路退回，换一个方向再继续试探，直到所有可能的通路都试探完为止。为了保证在任何位置上都能沿原路退回（称为回溯），需要用一个后进先出的栈来保存从入口到当前位置的路径。对于迷宫中的每个方块，有上、下、左、右4个方块相邻，第 i 行第 j 列的方块的位置

3、记为（ i ， j ），规定上方方块为方位0，并按顺时针方向递增编号。在试探过程中，假设从方位0到方位 3的方向查找下一个可走的方块。为了便于回溯 , 对于可走的方块都要进栈， 并试探它的下一可走的方位， 将这个可走的方位保存到栈中。求解迷宫（ xi ， yi ）到（ xe， ye）路径的过程是：先将入口进栈，在栈不空时循环：取栈顶方块（不退栈），若该方块是出口，则输出栈中所有方块即为路径。否则，找下一个可走的相邻方块，若不存在这样的方块， 说明当前路径不可能走通，则回溯，也就是恢复当前方块为 0后退栈。若存在这样的方块，则将其方位保存到栈顶元素中，并将这个可走的相邻方块进栈（其初始方位设置为

4、 -1 ）。求迷宫路径的回溯过程中，从前一方块找到一个可走相邻方块即当前方块后，再从当前方块找相邻可走方块，若没有这样的方块，说明当前方块不可能是从入口到出口路径上的一个方块，则从当前方块回溯到前一方块，继续从前一方块找另一个可走的相邻方块。为了保证试探的可走相邻方块不是已走路径上的方块，如（i ，j ）已进栈，在试探（i+1 ，j ）的下一可走方块时，又试探到（i ，j ），这样可能会引起死循环。为此，在一个方块进栈后，将对应的a数组元素值改为-1 （变为不可走的相邻方块），当退栈时（表示该栈顶方块没有可走相邻方块），将其恢复为0。求解一条从入口（xi ， yi ）到出口（ xe， ye）的

5、迷宫路径的算法如下：Public bool mgpath(int xi,int yi,int xe,int ye)Int I,j,k,di,find;st.data=new BoxMaxSize;st.top=-1;/ 初始化栈顶指针st.top+;/初始入口方块进栈st.datast.top.i=xi;st.datast.top.j=yi;st.datast.top.di=-1;axi,yi=-1;while (st.top -1)/ 栈不空时循环i = st.datast.top.i;j = st.datast.top.j;di = st.datast.top.di;/ 取栈顶方块if (

6、i = xe & j = ye)/ 找到了出口， 输出路径return true;/ 找到一条路径后返回truefind = 0;while (di 4 & find= 0)/ 找到下一个可走方块di+;switch(di)case 0: i = st.datast.top.i - 1; j = st.datast.top.j;case 1: i = st.datast.top.i; j = st.datast.top.j + 1;case 2: i = st.datast.top.i + 1; j = st.datast.top.j;case 3: i = st.datast.top.i;

7、j = st.datast.top.j - 1;break;break;break;break;if (ai, j = 0) find = 1;/ 找到下一个可走相邻方块if (find = 1)/找到了下一个可走方块st.datast.top.di = di;/ 修改原栈顶元素的di值st.top+;st.datast.top.i = i;st.datast.top.j = j;st.datast.top.di = -1;/ 下一个可走方块进栈ai, j = -1;/ 避免重复走到该方块else/没有路径可走，则退栈ast.datast.top.i, st.datast.top.j = 0;

8、/让该位置变为其他路径可走方案st.top-;/将该方块退栈return false;/ 表示没有可走路径，返回false当采用上述过程找到出口时，栈中从栈底到栈顶恰好是一条从入口到出口的迷宫路径，输出栈底到栈顶的所有方块即为一条从入口到出口的迷宫路径。5.主程序代码：using System;using System.Drawing;using System.Windows.Forms;namespace 用栈求迷宫public partial classForm1 : Formconst int M = 10;const int N = 10;const int MaxSize = 100

9、;struct Boxpublic int i;public int j;public int di;struct StTypepublic Box data;public int top;StType st = new StType();int xi, yi, xe, ye;int count = 1;public Button , mg = new Button M, N;public int m = M, n = N;int, a = new int ,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,0,0,0,1,0,1,1,0,0,1,0,0,0,1,0,1,1,0,0,0,

10、0,1,1,0,0,1,1,0,1,1,1,0,0,0,0,1,1,0,0,0,1,0,0,0,0,1,1,0,1,0,0,0,1,0,0,1,1,0,1,1,1,0,1,1,0,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,;public Form1()InitializeComponent();private void Form1_Load( object sender, EventArgs e)int i, j;int x = 40, y =120;Size s = new Size(30,30);for (i = 0; i M; i+)for (j

11、 = 0; j = 40 + M * 30)x = 40;y += 30;textBox1.Text = Convert.ToString(M);textBox2.Text = Convert.ToString(N);button2.Enabled = false;button3.Enabled = false;button4.Enabled = false;private void button_Click( object sender, EventArgs e)Button btn =( Button )sender;if (btn.BackColor = System.Drawing.

12、Color .Blue)btn.BackColor = System.Drawing. Color .White;elsebtn.BackColor = System.Drawing. Color .Blue;private void button1_Click( object sender, EventArgs e)int i, j;tryif (textBox1.Text.ToString() != )m = int .Parse(textBox1.Text.ToString();elsem = M;if (textBox2.Text.ToString() != )n = int.Pars

13、e(textBox2.Text.ToString();elsen = N;catch (Exception err )infolabel.Text = 操作提示：输入的迷宫大小是错误的，需要重新输入;return;if (m10 | n10)infolabel.Text = 迷宫行数或列数输入错误，请重新输入 ; return;for (i = 0; i M; i+)for (j = n; j N; j+)mgi, j.Visible =false;for (i = m; i M; i+)for (j = 0; j N; j+)mgi, j.Visible =false;for (i = 0;

14、 i m; i+)mgi, n - 1.BackColor = System.Drawing.for (j = 0; j n; j+)mgm - 1, j.BackColor = System.Drawing.button1.Enabled = false;button2.Enabled = true ;Color .Blue;Color .Blue;private void button2_Click( object sender, EventArgs e)int i, j;textBox3.Text = 1 ;textBox4.Text = 1 ;textBox5.Text = Conve

15、rt.ToString(m-2);textBox6.Text = Convert.ToString(n-2);for (i = 0; i m; i+)for (j = 0; j -1)i = st.datast.top.i;j = st.datast.top.j;di = st.datast.top.di;if (i = xe & j = ye)return true;find = 0;while (di -1)i = st.datast.top.i;j = st.datast.top.j ;di = st.datast.top.di;if (i = xe & j = ye)return tr

16、ue;find = 0;while (di 4 & find = 0)di+;switch(di)case 0: i = st.datast.top.i - 1; j = st.datast.top.j;case 1: i = st.datast.top.i; j = st.datast.top.j + 1;case 2: i = st.datast.top.i + 1; j = st.datast.top.j;case 3: i = st.datast.top.i; j = st.datast.top.j - 1;break;break;break;break;if(ai, j = 0) f

17、ind = 1;if (find = 1)st.datast.top.di = di;st.top+;st.datast.top.i = i;st.datast.top.j = j;st.datast.top.di = -1;ai, j = -1;elseast.datast.top.i, st.datast.top.j = 0;st.top-;return false;private void display()int i;for (i = 0; i = st.top;i+ )mgst.datai.i, st.datai.j.BackColor =System.Drawing. Color

18、.AntiqueWhite;switch (st.data i.di )case 0: mgst.datai.i, st.datai.j.Text = ;break;case 1: mgst.datai.i, st.datai.j.Text = ; break;case 2: mgst.datai.i, st.datai.j.Text = ;break;case 3: mgst.datai.i, st.datai.j.Text = ; break;mgxi, yi.Text = 入口 ;mgxe, ye.Text =出口 ;infolabel.Text =成功找到第 + count.ToString() + 条迷宫路径 ;count + ;private voidrestore()int i;for (i = 0; i = st.top;i+ )mgst.datai.i, st.datai.j.BackColor = System.Drawing.mgst.datai.i, st.datai.j.Text = ;Color .White;mgxe, ye.Text =出口 ;程序运行结果：实验小结：在这为期一个星期的时间内，通过我