迷宮旅行遊戲

專案簡介

迷宮只有兩個門，一個門叫入口，另一個門叫出口。一個騎士騎馬從入口走進迷宮，迷宮中設定很多牆壁，對前進方向形成了多處障礙。騎士需要在迷宮中尋找通路以到達出口。

設計思路

迷宮問題的求解過程可以採用回溯法即在一定的約束條件下試探地搜尋前進，若前進中受阻，則及時回頭糾正錯誤另擇通路繼續搜尋的方法。從入口出發，按某一方向向前探索，若能走通（未走過的），即某處可達，則到達新點，否則試探下一方向；若所有的方向均沒有通路，則沿原路返回前一點，換下一個方向再繼續試探，直到所有可能的通路都探索到，或找到一條通路，或無路可走又返回到入口點。

在求解過程中，為了保證在到達某一點後不能向前繼續行走（無路）時，能正確返回前一點以便繼續從下一個方向向前試探，則需要在試探過程中儲存所能夠到達的每一點的下標及從該點前進的方向，當找到出口時試探過程就結束了。

為了確保程式能夠終止，調整時，必須保證曾被放棄過的填數序列不被再次試驗，即要求按某種有序模型生成填數序列。給解的候選者設定一個被檢驗的順序，按這個順序逐一生成候選者並檢驗。

資料結構

迷宮問題是棧應用的一個典型例子。通過前面分析，我們知道在試探過程中為了能夠沿著原路逆序回退，就需要一種資料結構來儲存試探過程中曾走過的點的下標及從該點前進的方向，在不能繼續走下去時就要退回前一點繼續試探下一個方向，棧底元素是入口，棧頂元素是回退的第一站，也即後走過的點先退回，先走過的點後退回，與棧的“後進選出，先進後出”特點一致，故在該問題求解的程式中可以採用棧這種資料結構。在迷宮有通路時，棧中儲存的點逆序連起來就是一條迷宮的通路，否則棧中沒有通路。

demo.cpp

# include <iostream>
#include "mStack.h"
using namespace std;


int main()
{
	mPoint mpArray[10][10];
	bool initArray[10][10] = { 
	{ false,false,false,false,false,false,false,false,false,false },
	{ false,true ,true ,false,true ,true ,true ,false,true ,false },
	{ false,true ,true ,false,true ,true ,true ,false,true ,false },
	{ false,true ,true ,true ,true ,false,false,true ,true ,false },
	{ false,true ,false,false,false,true ,true ,true ,true ,false },
	{ false,true ,true ,true ,false,true ,true ,true ,true ,false },
	{ false,true ,false,true ,true ,true ,false,true ,true ,false },
	{ false,true ,false,false,false,true ,false,false,true ,false },
	{ false,true,true ,true ,true ,true ,true ,true ,true ,false },
	{ false,false,false,false,false,false,false,false,false,false } };//迷宮矩陣
	for (int i = 0; i<10; i++)
		for (int j = 0; j<10; j++)
		{
			mpArray[i][j].x = i;
			mpArray[i][j].y = j;
			mpArray[i][j].can_move_to = initArray[i][j];
		}
	mPoint startp(1, 1, true);//初始座標（入口）
	mPoint endp(8, 8, true);  //結束座標（出口）

	mStack mpath;//定義物件
	mpath.push(startp);//把初始座標入棧

	mPoint mp = startp;//記錄當前座標
	while (true)
	{
		if (mp.x == endp.x && mp.y == endp.y)
			break;//成功出迷宮
		if (mpArray[mp.x + 1][mp.y].can_move_to)//向下
		{
			mpArray[mp.x + 1][mp.y].can_move_to = false;//將走過的路標記為false
			mpath.push(mPoint(mp.x + 1, mp.y));
			mp = mpArray[mp.x + 1][mp.y];
			continue;
		}
		if (mpArray[mp.x - 1][mp.y].can_move_to)//向上
		{
			mpArray[mp.x - 1][mp.y].can_move_to = false;
			mpath.push(mPoint(mp.x - 1, mp.y));
			mp = mpArray[mp.x - 1][mp.y];
			continue;
		}
		if (mpArray[mp.x][mp.y + 1].can_move_to)//向右
		{
			mpArray[mp.x][mp.y + 1].can_move_to = false;
			mpath.push(mPoint(mp.x, mp.y + 1));
			mp = mpArray[mp.x][mp.y + 1];
			continue;
		}
		if (mpArray[mp.x][mp.y - 1].can_move_to)//向左
		{
			mpArray[mp.x][mp.y - 1].can_move_to = false;
			mpath.push(mPoint(mp.x, mp.y - 1));
			mp = mpArray[mp.x][mp.y - 1];
			continue;
		}
		if (0 == mpath.getLength())//棧空
		{
			cout << "沒有路" << endl;
			return -1;
		}
		mpath.pop();
		mp = mpath.getTop();
	}
	cout << "路徑:" << endl;
	mpath.printStack();//輸出路徑

	return 0;
}

 

mStack.h

<span style="font-size:12px;color:#000000;">#include <iostream>
using namespace std;

struct mPoint
{
	int x;
	int y;
	bool can_move_to;
	mPoint(int rx = 0, int ry = 0, bool rcan_move_to = false)
	{
		x = rx;
		y = ry;
		can_move_to = rcan_move_to;
		next = NULL;
	}
	mPoint *next;
};
class mStack
{
public:
	mStack();//建構函式
	int push(mPoint point);//入棧
	mPoint pop();//出棧
	int getLength();//長度
	mPoint getTop();//棧頂
	void printStack();//遍歷
private:
	mPoint *base;//基指標
	mPoint *top; //頂指標
	int length; //棧長度
};</span>

mStack.cpp

<span style="font-size:12px;color:#000000;">#include "mStack.h"
#include <iostream>
using namespace std;


mStack::mStack()
{
	length = 0;
	base = NULL;
	top = NULL;
}
int mStack::push(mPoint point)
{
	mPoint *mpNode = new mPoint();
	*mpNode = point;
	if (length == 0)
		top = base = mpNode;
	else
	{
		top->next = mpNode;
		top = mpNode;
	}
	return ++length;
}
mPoint mStack::getTop()
{
	return *top;
}
mPoint mStack::pop()
{
	if (length <= 0)
		return NULL;
	mPoint retPoint = *top;
	top = base;
	while (top->next != NULL)
	{
		if (top->next->next == NULL)
		{
			delete(top->next);
			top->next = NULL;
			break;
		}
		top = top->next;
	}
	if (length == 1)
	{
		delete(base);
		base = top = NULL;
	}
	length--;
	return retPoint;
}

int mStack::getLength()
{
	return length;
}
void mStack::printStack()
{
	mPoint *p = base;
	while (p != NULL)
	{
		cout << "(" << p->x << "," << p->y << ")" << endl;
		p = p->next;
	}

}</span>