C語言實現簡單的資料結構迷宮實驗
阿新 • • 發佈：2018-12-22
分析：迷宮實驗主要有兩部分操作，其一是對迷宮的生成，其二是尋路使用棧的操作。
步驟：
一、.h檔案
1、首先是迷宮的生成，可以使用隨機數種子生成，但主要邏輯部分並不在此，所以在這裡直接寫死，固定下來。
定義一個座標型別的結構體，和二維陣列迷宮：
typedef struct { int x; int y; }Pos; //迷宮型別 typedef struct { int square[10][10] = { {1,1,1,1,1,1,1,1,1,1}, {1,0,0,0,0,0,0,0,0,1}, {1,1,1,1,0,1,1,1,0,1}, {1,0,0,0,0,1,0,1,0,1}, {1,0,1,1,1,1,0,1,1,1}, {1,0,0,0,0,1,0,0,0,1}, {1,0,1,1,0,0,0,1,0,1}, {1,0,1,1,1,0,1,1,1,1}, {1,0,0,0,1,0,0,0,0,1}, {1,1,1,1,1,1,1,1,1,1}, }; }Maze; typedef Pos SElemType;
2、然後是對棧的宣告，棧裡儲存的元素為座標型別
//順序棧
#define MAXSIZE 50
typedef struct {
SElemType *base;
SElemType *top; //棧頂指標
int stacksize;
}SqStack;
3、棧操作函式宣告，
typedef int Status; #define OK 1; #define ERROR 0; //棧的相關操作 //初始化棧 Status initStack(SqStack &s); //壓棧 Status push(SqStack &s, SElemType e); //出棧 SElemType pop(SqStack &s); //清空棧 Status clearStack(SqStack &s); //摧毀棧 void destroyStack(SqStack &s); //遍歷棧 Status stackTravel(SqStack s);
4、迷宮操作函式宣告
//初始化迷宮(同時生成起始點和終點)
void initMaze(Maze &maze);
//列印迷宮
void showMaze(Maze maze);
//尋找出路；傳入一個迷宮和棧找出出路
void findWay(Maze &maze,SqStack &s);
//判斷該點的四個方向是否有通路，有就前進
Pos isExit(Pos p, Maze maze);
二、.cpp檔案
1、匯入所需標頭檔案
#include "pch.h" #include <iostream> #include<time.h> #include<stdlib.h> using namespace std;
2、棧操作實現
//構造空棧
Status initStack(SqStack &s) {
s.base = new SElemType[MAXSIZE];
if (!s.base)
{
exit(OVERFLOW);//分配失敗
}
s.top = s.base;
s.stacksize = MAXSIZE;
return OK;
}
//入棧
Status push(SqStack &s, SElemType e) {
//判斷棧滿
if (s.top-s.base == s.stacksize)
{
return ERROR;
}
//存入元素,*為取指標的值
s.top++;
*s.top = e;
return OK;
}
//出棧,用e返回棧頂值
SElemType pop(SqStack &s) {
SElemType e;
//判斷棧為空
if (s.top == s.base)
{
//若為空則返回一個（-1，-1）的點，判斷由外部呼叫時進行
e.x = -1;
e.y = -1;
return e;
}
e = *s.top;
s.top--;
return e;
}
Status clearStack(SqStack &s) {
s.top = s.base;
return OK;
}
void destroyStack(SqStack &s) {
s.top = NULL;
s.stacksize = 0;
free(s.base);
}
Status stackTravel(SqStack s) {
while (s.top != s.base)
{
s.base++;
Pos p = *s.base;
//輸出走過的路徑
cout <<"("<<p.x<<","<<p.y<<")"<< "-->";
if ( p.x == 0 || p.y == 0|| p.x == 9 ||p.y == 9)
{
//終點輸出為“End”
cout << "End";
}
}
cout << endl;
return 0;
}
3、迷宮操作實現
///////////////////////////////////////迷宮操作////////////////////////////////
//初始化函式，傳入一個迷宮，隨機生成起點和終點，由於起點有一定限制，所以這裡起點也固定為幾個最合適的點
void initMaze(Maze &maze) {
//生成隨機數
srand((unsigned)time(NULL));
int index = rand() % 36 + 1;
int start = index % 6 + 1;
//生成起始點數值為‘s'
switch (start)
{
case 1:
maze.square[1][1] = 's';
break;
case 2:
maze.square[3][8] = 's';
break;
case 3:
maze.square[3][6] = 's';
break;
case 4:
maze.square[6][8] = 's';
break;
case 5:
maze.square[8][3] = 's';
break;
case 6:
maze.square[8][8] = 's';
break;
}
//隨機生成終點'e'表示
while (index = rand()%36+1)
{
//出口在頂部
if (index >1 &&index<10 && maze.square[1][index-1]!='s')
{
maze.square[0][index-1] = 'e';
break;
}
//出口在右側
else if (index>10 &&index <19)
{
if (maze.square[index-10][8] != 1 && maze.square[index-10][8]!='s') {
maze.square[index-10][9] = 'e';
break;
}
}
//底部出口
else if (index >19&&index<28)
{
if (maze.square[8][index - 19] != 's' && maze.square[8][index - 19] != 1) {
maze.square[9][index - 19] = 'e';
break;
}
}
//左側出口
else if (index >28 && index <=36)
{
if (maze.square[index-28][1] != 1 &&maze.square[index-28][1] != 's')
{
maze.square[index - 28][0] = 'e';
break;
}
}
}
}
void showMaze(Maze maze) {
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
for (int j = 0; j < 10; j++)
{
if (maze.square[i][j] == 1)
{
cout << "* ";
}
else if (maze.square[i][j] == 0)
{
cout << " ";
}
else
{
cout << (char)maze.square[i][j]<<" ";
}
}
cout << endl;
}
}
//尋找迷宮路徑
void findWay(Maze &maze,SqStack &s) {
//首先遍歷找出起始點和終點並儲存下來
Pos start,end;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
for (int j = 0; j < 10; j++) {
if (maze.square[i][j] == 's')
{ //起點壓入棧內
start.x = i;
start.y = j;
push(s, start);
}
else if (maze.square[i][j] == 'e')
{ //出口
end.x = i;
end.y = j;
}
}
}
//尋找路徑
Pos go = start;
//直到找到出口才結束
while ( s.top->x != end.x || s.top->y != end.y)
{
//獲得下一步座標
Pos path = isExit(go, maze);
if (path.x != go.x || path.y != go.y)
{
//前進
maze.square[path.x][path.y] = 'p';
push(s, path);
go = path;
}
//如果所有放向都走不通（即返回的點是傳入的點），則將其標為“@”，出棧到上一個點，繼續判斷
else
{
//走不通pop
maze.square[path.x][path.y] = '@';
pop(s);
go = *s.top;
}
}
maze.square[end.x][end.y] = 'e';
}
//判斷返回下一步路徑（順序：右下左上），傳入所處位置，從右邊開始判斷是否又通路或者出口，有就返回哪個方向上的點
Pos isExit(Pos p,Maze maze) {
Pos tempP = p;
if (maze.square[tempP.x][tempP.y+1] == 0 || maze.square[tempP.x][tempP.y + 1] == 'e')
{
tempP.y++;
}
else if(maze.square[tempP.x+1][tempP.y] == 0 || maze.square[tempP.x +1][tempP.y] == 'e')
{
tempP.x++;
}
else if (maze.square[tempP.x][tempP.y - 1] == 0 || maze.square[tempP.x][tempP.y - 1] == 'e')
{
tempP.y--;
}
else if (maze.square[tempP.x - 1][tempP.y] == 0 || maze.square[tempP.x - 1][tempP.y] == 'e')
{
tempP.x--;
}
return tempP;
}
三、main函式呼叫
int main()
{
while (true)
{
//建立一個迷宮
Maze maze;
initMaze(maze);
//初始化一個棧
SqStack S;
initStack(S);
cout << "*****************************" << endl;
cout << "* 1、生成迷宮 2、退出 *" << endl;
cout << "*****************************" << endl;
cout << "請輸入你的選擇：";
int select = 0;
cin >> select;
if (select == 1)
{
cout << "生成隨機起點和出口迷宮：" << endl;
showMaze(maze);
cout << "生成迷宮路徑：" << endl;
findWay(maze, S);
stackTravel(S);
showMaze(maze);
cout << endl;
}
if (select == 2)
{
clearStack(S);
break;
}
}
return 0;
}
四、評價
這是個叫簡易的迷宮，但基本實現了迷宮的尋路邏輯，可改進的地方有：
1、因為很多地方寫死了，所以複用性不高，可以用迴圈遍歷來隨機生成起點，同理迷宮的生成也是這樣
2、判斷路徑可以用遞迴呼叫實現前進邏輯
PS：當然，更多地不足之處希望大佬指點