数据结构学习记录-迷宫设计(最短路径)

来源:互联网 发布:注册消防工程师 知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/06/09 14:46

本程序主要是采用队列的思想,将4个方向的通路入队,然后依次先去,直到入口结束!!~~~~~~~~~~~~~~

 

定义头文件t11.h

 

#include"stdio.h"
#include"string.h"
#include"ctype.h"
#include"malloc.h"
#include"stdlib.h"  //atoi(),exit();
#include"io.h"      //eof()
#include"math.h"


#define  TRUE  1
#define  FALSE  0
#define  OK   1
#define  ERROR 0

typedef int Status;
typedef int Boolean;

 

定义队列的数据结构包含在m1.h头文件里

 

#define INIT_STACK_SIZE 40
#define STACK_ADD 10
#define INIT_QUEUE 100
#define INIT_ADD 40
typedef struct
{
 int road;
 int foot;
 int direct;
}migong,*mi;

typedef struct
{
 mi elem;      //  定义能够接受迷宫结构体指针的变量
 int size;     //  记录迷宫初始化大小
}ji,*hui;

typedef struct
{
 int i;           // 行
 int j;           // 列
}cun;

typedef struct     //  把位子放入栈中 线性表操作
{
 cun *top;
 cun *bottom;
 int stacksize;
} Sqstack;

typedef struct sq
{
 int i,j;               //存放前面的下标位置
 int i1,j1;           //  存放当前位置  
}sq;


typedef struct
{
 sq*front;
 sq*rear;
 int size;
}dui;

 

定义的实现函数代码(一些实现函数)定义在文件migong.cpp里

 

void initdui(dui &L)                   //  初始化队列   
{
    L.front=(sq*)malloc(INIT_QUEUE*sizeof(sq));
 L.rear=L.front;
 if(!L.front)
 {
  printf("内存分配失败!!");
  exit(1);
 }
 L.size=INIT_QUEUE;
 printf("初始化成功!! \n");
}

void enqueue(dui &L,int i,int j,int i1,int j1)            //   此队列针对迷宫先全部进完后再出,而设的顺序队列
{
 if(L.rear-L.front>L.size)  // 队列已满,追加空间
    {
  L.front=(sq*)realloc(L.front,(L.size+INIT_ADD)*sizeof(sq));
 if(!L.front)
 {
  printf("追加空间失败!!");
  exit(1);
 }
 }
 L.rear->i=i;
 L.rear->j=j;
 L.rear->i1=i1;
 (L.rear++)->j1=j1;


}


void initstack(Sqstack &L)            //  初始化栈操作
{
 L.bottom=(cun*)malloc(INIT_STACK_SIZE*sizeof(cun));
 if(!L.bottom)
 {
  printf("内存分配失败!!");
  exit(-1);
 }
 L.top=L.bottom;
    L.stacksize=INIT_STACK_SIZE;
}

Status push(Sqstack &L,int q,int p)          // 压入位置 q表示行,p表示列
{
 if(L.top-L.bottom >= L.stacksize)
 L.bottom=(cun*)realloc(L.bottom,(L.stacksize+STACK_ADD)*sizeof(cun));
 if(!L.bottom)
 {
  printf("内存分配失败!!");
  exit(-1);
 }
 L.top=L.bottom+L.stacksize;
 L.stacksize+=STACK_ADD;
 }
   L.top->i=q;
 (L.top++)->j=p;

 return OK;
}

Status pop(Sqstack &L,int &k,int &l)    //   弹出 将栈顶的元素带回
{
 if(L.top == L.bottom)
   return ERROR;  
   k=(--L.top)->i;            //  这点自己犯的问题  不能--L.top->i  这样就表示值减1  没意义,出错
   l=L.top->j;
   return OK;
}

 Status emptystack(Sqstack L)         //  判断栈为空
{
 if(L.top == L.bottom)
  return OK;
 else
  return ERROR;
}

void init(ji &L)                               //   初始化数据
{
 printf("输入迷宫的大小:");
 scanf("%d",&L.size);
 L.size+=2;
 L.elem=(mi)malloc(L.size*L.size*sizeof(migong));
 if(!L.elem)
 {
  printf("分配内存失败!!");
  exit(1);
 }
 printf("初始化成功!\n");
}

void print(ji L)
{
  int m;
     printf("打印输出!!\n\n");
     m=L.size*L.size;
 for(int i=0;i<m;i++)
 {
        if((i+1)%L.size != 1 && (i+1)%L.size != 0 && i>L.size-1 && i<m-L.size+1)
   printf("%-4d",(L.elem+i)->road);
  
  if((i+1)%L.size == 0 && i>L.size && i<m-L.size-1)

  
   printf("\n\n");
  
  
 
 }
 printf("\n");
}

void shuru(ji &L)
{
 int m=L.size*L.size;
 for(int i=0;i<m;i++)
 {
  (L.elem+i)->direct=1;
        (L.elem+i)->foot=0;
  if((i+1)%L.size == 1 || (i+1)%L.size == 0 || i<=L.size-1 || i>=m-L.size+1)
   (L.elem+i)->road=0;
        else
   (L.elem+i)->road=1;    //  表示通路,初始化全部为
 }
    print(L);
    printf("设置墙:\n");
 printf("输入迷宫的行和列:");
 int k,j;
 char ch='y';
 while('y' == ch || 'Y' == ch)
 {
         scanf("%d%d",&k,&j);
   (L.elem+k*L.size+j)->road=0;
   printf("是否继续(Y/y):");
   getchar();
   ch=getchar();
 }
 print(L);
}


void shituan(ji &L,int z,int x,int &m,int &n)   //  判断方向
 

 switch((L.elem+L.size*z+x)->direct)     //  线性表中位置的转换
 {
 case 1:m=z,n=x+1;break;
 case 2:m=z+1,n=x;break;
 case 3:m=z,n=x-1;break;
 case 4:m=z-1,n=x;break;
 }
}

void chuli(ji &L,dui &T)
{
 int m=1,n=1,i=1,j=1;
 int q=0,p,t;
 sq*w=T.front-1,*r;
 printf("开始执行!!");
 enqueue(T,1,1,1,1);
 (L.elem+L.size+1)->foot=1;
   t=1;

 while(m != L.size-2 || n != L.size-2)   //   循环条件是不是最后一个位置
 {
    //  printf("进入循环!!");
       //  getchar();
    r=w;
   q=0; 
  for(p=1;p<=t;p++)
  {
  
   w++;         //  查询入队元素的位置,不停的更新
   i=w->i;      //  取得已经入队元素的当前位置坐标
   j=w->j;
          while((L.elem+L.size*i+j)->direct <= 4)      //  寻找4个方位 满足条件的位置
    {
                 // printf("进入内部循环!!");
                    shituan(L,i,j,m,n);
                           if((L.elem+L.size*m+n)->road != 0 && (L.elem+L.size*m+n)->foot != 1)   // 该位置不是墙也不是已经走过的路径
         {
                       enqueue(T,m,n,i,j);                  //  压入位置
                       q++;                         //  入队元素个数记录
                       (L.elem+L.size*m+n)->foot=1;           //  留下足迹
         }

                          (L.elem+L.size*i+j)->direct++;
                     if(m == L.size-2 && n == L.size-2)           //   找到最后一个跳出循环
                                 break;
    }
                           if(m == L.size-2 && n == L.size-2)
                                 break;
    
  }
   t=q;           //   将q循环的值放入t中,最为下次循环的终止条件
                         if(r == w)
       {
                            printf("无通路!!\n");
                            exit(1);
       }
                       if(m == L.size-2 && n == L.size-2)
              break;
 }
          m=(--T.rear)->i;                    //  队列中的最后一个入队元素中是最后一个位置
    n=T.rear->j;
    i=T.rear->i1;
    j=T.rear->j1;
    (L.elem+L.size*m+n)->road=2;
 //  printf("进入第二个循环!!");
 //  getchar();
 while(T.rear != T.front)                 // 往上一直寻找
  
    m=(--T.rear)->i;
    n=T.rear->j;
          if(i == m && j == n)
    {
     (L.elem+L.size*m+n)->road=2;     //  通路置为2
     i=T.rear->i1;
        j=T.rear->j1;
    }
 }

    print(L);                 //   打印路径
}


void chuli1(ji &L,Sqstack &T)
{
 int m,n,i=1,j=1;
 printf("开始执行!!");
 
 while(m!=L.size-2 || n!=L.size-2)   //   循环条件是不是最后一个位置
 {
      shituan(L,i,j,m,n);
   (L.elem+L.size*i+j)->direct++;
        if((L.elem+L.size*m+n)->road != 0 && (L.elem+L.size*m+n)->foot != 1)   // 该位置不是墙也不是已经走过的路径
  {
   push(T,i,j);                           //  压入位置
   (L.elem+L.size*i+j)->foot=1;           //  留下足迹
   (L.elem+L.size*i+j)->road=2;           //  将通路为置为2,表示路径
            i=m;
   j=n;
  }
       else if((L.elem+L.size*i+j)->direct >4)   //  4个方向都没有路了
  {
     if(emptystack(T))                      //  当前栈里面是否有元素
     {
      printf("无通路!!!~~~~~~~~~~~~~\n试探路径为:\n");
                  print(L);
      exit(1);                   // 退出程序
     }
   (L.elem+L.size*i+j)->road=-1;     //  将走过的路,不通的留下记号,标记为-1
            (L.elem+L.size*i+j)->foot=1;      //  留下足迹
  
   pop(T,i,j);           // 不通的路径出栈
   
    }
 
 
 }
 if(m == L.size-2 && n == L.size-2)     // 将最后一个位置为留下2
      (L.elem+L.size*m+n)->road=2;

    print(L);
}

 

上面是迷宫的主要函数,一些细节是本人调试成功的!

下面的主函数就是一些函数的调用,定义在文件main_5.cpp里面

 

#include"t11.h"
#include"m1.h"
#include"migong.cpp"


void main()
{
 char ch='y';
 ji S;
 dui T;
 Sqstack X;
  initdui(T);
     init(S);
  initstack(X);
     shuru(S);
  chuli1(S,X);
  int m=S.size*S.size;   //  保存长度值
 for(int i=0;i<m;i++)       //  对比,将用户设置的墙不变,其他回归初始状态
 {
          if((S.elem+i)->road != 0)
   (S.elem+i)->road=1;
    (S.elem+i)->direct=1;
    (S.elem+i)->foot=0;
 }
 printf("\n");
     chuli(S,T);          //  做出处理
       
 

}

 

一点一点的积累,一点一点的调试,不停的思考,严谨的逻辑思考,不能出错。这就是计算机给人们的考验,从中使我自己受益很多,去除烦躁,脚踏实地,一步一步往上爬。我相信自己会优秀会出色,但我深知,这是自己的一场比赛,没有人可以代劳。留住最真的于2012.03.20.16:11写。。。。~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~