algo3-5.cpp

实现迷宫求解

 // algo3-5.cpp 利用栈求解迷宫问题(只输出一个解，算法3.3)
  #include<string.h>
 #include<ctype.h>
 #include<malloc.h> // malloc()等
 #include<limits.h> // INT_MAX等
 #include<stdio.h> // EOF(=^Z或F6),NULL
 #include<stdlib.h> // atoi()
 #include<io.h> // eof()
 #include<math.h> // floor(),ceil(),abs()
 #include<process.h> // exit()
 #include<iostream.h> // cout,cin
 // 函数结果状态代码
 #define TRUE 1
 #define FALSE 0
 #define OK 1
 #define ERROR 0
 #define INFEASIBLE -1
 // #define OVERFLOW -2 因为在math.h中已定义OVERFLOW的值为3,故去掉此行
 typedef int Status; // Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等
 typedef int Boolean; // Boolean是布尔类型,其值是TRUE或FALSE

 struct PosType // 迷宫坐标位置类型
 {
   int x; // 行值
   int y; // 列值
 };

 #define MAXLENGTH 25 // 设迷宫的最大行列为25
 typedef int MazeType[MAXLENGTH][MAXLENGTH]; // 迷宫数组类型[行][列]

 // 全局变量
 MazeType m; // 迷宫数组
 int x,y; // 迷宫的行数，列数
 PosType begin,end; // 迷宫的入口坐标,出口坐标

 void Print()
 { // 输出迷宫的解(m数组)
   int i,j;
   for(i=0;i<x;i++)
   {
     for(j=0;j<y;j++)
       printf("%3d",m[i][j]);
     printf("\n");
   }
 }

 void Init(int k)
 { // 设定迷宫布局(墙为值0,通道值为k)
   int i,j,x1,y1;
   printf("请输入迷宫的行数,列数(包括外墙)：");
   scanf("%d,%d",&x,&y);
   for(i=0;i<x;i++) // 定义周边值为0(外墙)
   {
     m[0][i]=0; // 行周边
     m[x-1][i]=0;
   }
   for(i=0;i<y-1;i++)
   {
     m[i][0]=0; // 列周边
     m[i][y-1]=0;
   }
   for(i=1;i<x-1;i++)
     for(j=1;j<y-1;j++)
       m[i][j]=k; // 定义除外墙，其余都是通道，初值为k
   printf("请输入迷宫内墙单元数：");
   scanf("%d",&j);
   printf("请依次输入迷宫内墙每个单元的行数,列数：\n");
   for(i=1;i<=j;i++)
   {
     scanf("%d,%d",&x1,&y1);
     m[x1][y1]=0; // 修改墙的值为0
   }
   printf("迷宫结构如下:\n");
   Print();
   printf("请输入入口的行数,列数：");
   scanf("%d,%d",&begin.x,&begin.y);
   printf("请输入出口的行数,列数：");
   scanf("%d,%d",&end.x,&end.y);
 }
 int curstep=1; // 当前足迹，初值(在入口处)为1
 struct SElemType // 栈的元素类型
 {
   int ord; // 通道块在路径上的＂序号＂
   PosType seat; // 通道块在迷宫中的＂坐标位置＂
   int di; // 从此通道块走向下一通道块的＂方向＂(0～3表示东～北)
 };

 #include"c3-1.h" // 采用顺序栈存储结构
 #include"bo3-1.cpp" // 采用顺序栈的基本操作函数

 // 定义墙元素值为0，可通过路径为1，不能通过路径为-1，通过路径为足迹
 Status Pass(PosType b)
 { // 当迷宫m的b点的序号为1(可通过路径)，返回OK；否则，返回ERROR
   if(m[b.x][b.y]==1)
     return OK;
   else
     return ERROR;
 }

 void FootPrint(PosType a)
 { // 使迷宫m的a点的值变为足迹(curstep)
   m[a.x][a.y]=curstep;
 }

 void NextPos(PosType &c,int di)
 { // 根据当前位置及移动方向，求得下一位置
   PosType direc[4]={{0,1},{1,0},{0,-1},{-1,0}}; // {行增量,列增量},移动方向,依次为东南西北
   c.x+=direc[di].x;
   c.y+=direc[di].y;
 }

 void MarkPrint(PosType b)
 { // 使迷宫m的b点的序号变为-1(不能通过的路径)
   m[b.x][b.y]=-1;
 }

 Status MazePath(PosType start,PosType end) // 算法3.3
 { // 若迷宫m中存在从入口start到出口end的通道，则求得一条
   // 存放在栈中(从栈底到栈顶)，并返回TRUE；否则返回FALSE
   SqStack S; // 顺序栈
   PosType curpos; // 当前位置
   SElemType e; // 栈元素
   InitStack(S); // 初始化栈
   curpos=start; // 当前位置在入口
   do
   {
     if(Pass(curpos))
     { // 当前位置可以通过，即是未曾走到过的通道块
       FootPrint(curpos); // 留下足迹
       e.ord=curstep;
       e.seat=curpos;
       e.di=0;
       Push(S,e); // 入栈当前位置及状态
       curstep++; // 足迹加1
       if(curpos.x==end.x&&curpos.y==end.y) // 到达终点(出口)
         return TRUE;
       NextPos(curpos,e.di); // 由当前位置及移动方向，确定下一个当前位置
     }
     else
     { // 当前位置不能通过
       if(!StackEmpty(S)) // 栈不空
       {
         Pop(S,e); // 退栈到前一位置
         curstep--; // 足迹减1
         while(e.di==3&&!StackEmpty(S)) // 前一位置处于最后一个方向(北)
         {
           MarkPrint(e.seat); // 在前一位置留下不能通过的标记(-1)
           Pop(S,e); // 再退回一步
           curstep--; // 足迹再减1
         }
         if(e.di<3) // 没到最后一个方向(北)
         {
           e.di++; // 换下一个方向探索
           Push(S,e); // 入栈该位置的下一个方向
           curstep++; // 足迹加1
           curpos=e.seat; // 确定当前位置
           NextPos(curpos,e.di); // 确定下一个当前位置是该新方向上的相邻块
         }
       }
     }
   }while(!StackEmpty(S));
   return FALSE;
 }

 void main()
 {
   Init(1); // 初始化迷宫，通道值为1
   if(MazePath(begin,end)) // 有通路
   {
     printf("此迷宫从入口到出口的一条路径如下:\n");
     Print(); // 输出此通路
   }
   else
     printf("此迷宫没有从入口到出口的路径\n");
 }