c语言,迷宫最短路径

来源:互联网 发布:淘宝买家等级 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 19:33

 #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define MAX 30//迷宫最大30*30
#define ENDS -2//端点位置标记为-2
#define ROUT -1//入队的路径标记为-1
#define SHORTESTPATH 2//将最终的最短路径标记为2
//队列结构,保存进行广度优先搜索时的路径
typedef struct QueueNode
{
    int a[2];//记录当前对应的位置
    int source;//记录新节点是由哪个节点探测的
    int self;//记录新节点在队列中的位置
    struct QueueNode *parent,*next;//双亲域
}Queue;
Queue *front;//队头指针
Queue *rear;//队尾指针
//栈结构,保存已经探测好的路径
typedef struct Path
{
    int a[2];
    struct Path *next;
}PathStack;
int MapRand(int i,int j,int maze[MAX][MAX])//随机迷宫生成函数,百分之六十是墙,百分之四十是通路
{
    float scale=0.4;//墙的比例,百分之六十
    int count=0;//计数器,在对迷宫比例进行局部调整的时候使用
    time_t t;//设定时间种子
    srand((unsigned)time(&t));
    int m,n;//控制循环变量
    for(m=0;m<i;m++)
    for(n=0;n<j;n++)
    maze[m][n]=rand()%10;
    for(m=0;m<i;m++)//0代表墙,1代表路
    for(n=0;n<j;n++)
    if(maze[m][n]<5)
    maze[m][n]=0;
    else
    maze[m][n]=1;
    //控制墙和路的比例
    for(n=0;n<j;n++)
    {
        maze[0][n]=0;
        maze[i-1][n]=0;
    }
    for(m=1;m<i-1;m++)
    {
        maze[m][0]=0;
        maze[m][j-1]=0;
    }
    //将外围置为墙,防止出界
    for(m=1;m<i-1;m++)
    for(n=1;n<j-1;n++)
    if(maze[m][n]==0)
    count++;
    //统计墙的个数
    int total;//墙的总数
    total=(int)(i-2)*(j-2)*scale;
    while(count!=total)
    if(count<total)
    {
        m=rand()%(i-2)+1;
        n=rand()%(j-2)+1;
        if(maze[m][n]==1)
        {
            maze[m][n]=0;
            count++;
        }
    }
    else
    {
        m=rand()%(i-2)+1;
        n=rand()%(j-2)+1;
        if(maze[m][n]==0)
        {
            maze[m][n]=1;
            count--;
        }
    }
    //对迷宫进行局部随机调整,使墙和路的比例合乎规定
    return 0;
}
int PrintMap(int i,int j,int maze[MAX][MAX])//打印迷宫
{
    int m,n;
    printf(" ");
    for(n=0;n<j;n++)
    printf("%d",n%10);
    printf("\n");
    for(m=0;m<i;m++)
    {
        printf("%d",m%10);
        for(n=0;n<j;n++)
        {
            if(maze[m][n]==0)
            printf("%c",219);
            //墙
            if(maze[m][n]==1||maze[m][n]==ROUT)
            printf(" ");
            if(maze[m][n]==SHORTESTPATH)
            printf("*");
            //路径
            if(maze[m][n]==ENDS)
            printf("%c",1);//笑脸
            //开始位置和终点位置
        }
        printf("\n");
    }
    printf("\n");
    return 0;
}
int InitQueue(int maze[MAX][MAX])//构造一个队列,并把起始位置加入队列
{
    int m,n;//起始位置坐标
    printf("Please enter the starting location(i,j):");
    scanf("%d%d",&m,&n);
    getchar();
    while(maze[m][n]==0)
    {
        printf("This seat is unacceptable,please reenter the starting location(i,j):");
        scanf("%d%d",&m,&n);
        getchar();
    }
    maze[m][n]=ENDS;//开始位置
    Queue *q;
    q=(Queue *)malloc(sizeof(Queue));
    if(q==NULL)
    {
        printf("Error1!");
        exit(1);
    }
    q->a[0]=m;
    q->a[1]=n;
    q->parent=q->next=NULL;
    q->source=0;
    q->self=0;
    front=rear=q;
    return 0;
}
int EnQueue(int m,int n)//入队函数
{
    Queue *q;
    q=(Queue *)malloc(sizeof(Queue));
    if(q==NULL)
    {
        printf("Error2!");
        exit(1);
    }
    q->a[0]=m;
    q->a[1]=n;
    q->next=NULL;
    q->self=rear->self+1;
    q->source=front->self;
    rear->next=q;
    q->parent=rear;
    rear=q;
    return 0;
}
PathStack *pushstack(PathStack *top,int m,int n)//入栈函数
{
    PathStack *q;
    q=(PathStack *)malloc(sizeof(PathStack));
    if(q==NULL)
    {
        printf("Error3!");
        exit(1);
    }
    q->a[0]=m;
    q->a[1]=n;
    q->next=top;
    top=q;
    return top;
}
int ShortestPath_BFS(int maze[MAX][MAX])//广度优先搜索,寻找最短路径
{
    int move[4][2]={{0,1},{1,0},{0,-1},{-1,0}};//四个方向,依次是右,下,左,上
    int i;//控制循环变量,实现四个方向的转换
    int m,n;//记录坐标位置,用此位置来探测下一位置
    int end1,end2;//终点坐标位置
    printf("please enter the end position(i,j):");
    scanf("%d%d",&end1,&end2);
    getchar();
    while(maze[end1][end2]==0)
    {
        printf("This seat is unacceptable,please reenter the end position(i,j):");
        scanf("%d%d",&end1,&end2);
        getchar();
    }
    while(front)
    {
        m=front->a[0];
        n=front->a[1];
        for(i=0;i<4;i++)
        {
            int x,y;
            x=m+move[i][0];
            y=n+move[i][1];
            if(maze[x][y]==1)
            {
                maze[x][y]=ROUT;//将入队的位置标记为-1
                EnQueue(x,y);
                if(x==end1&&y==end2)
                return 0;
            }
        }
        front=front->next;
    }
    printf("Sorry,No can reach path!\n");
    return 1;
}
PathStack * Shortestpath(PathStack *top,int maze[MAX][MAX])//用栈结构保存路径
{
    int m,n;//记录指针对应的位置
    int t;//记录该位置的来源,即由哪个节点探测的
    Queue *p=rear;
    m=p->a[0];
    n=p->a[1];
    top=pushstack(top,m,n);
    maze[m][n]=ENDS;
    t=p->source;
    while(1)
    {
        p=p->parent;
        if(p->self==t)
        break;
    }
    while(p->parent)
    {
        m=p->a[0];
        n=p->a[1];
        maze[m][n]=SHORTESTPATH;
        top=pushstack(top,m,n);
        t=p->source;
        while(1)
        {
            p=p->parent;
            if(p->self==t)
            break;
        }
    }
    m=p->a[0];
    n=p->a[1];
    maze[m][n]=ENDS;
    top=pushstack(top,m,n);
    return top;
}
int PrintPath(PathStack *top,PathStack *base)//打印路径
{
    int k=0;//控制输出格式
    int m,n;//迷宫位置
    m=top->a[0];
    n=top->a[1];
    printf("(%d,%d)%c",m,n,26);
    k++;
    top=top->next;
    while(top->next!=base)
    {
        m=top->a[0];
        n=top->a[1];
        printf("(%d,%d)%c",m,n,26);
        k++;
        if(k==5)
        {
            printf("\n");
            k=0;
        }
        top=top->next;
    }
    m=top->a[0];
    n=top->a[1];
    printf("(%d,%d)\n",m,n);
    return 0;
}
int main()
{
    int maze[MAX][MAX];
    int i,j;//i行数,j列数
    PathStack head;
    head.next=NULL;
    PathStack *top;
    top=&head;
    //初始化栈结构
    while(1)
    {
        char c;
        printf("InitMap:I,PrintMap:P,SearchShortestpath:S,Route:R,Quit:Q:");
        scanf("%c",&c);
        getchar();

        if(c=='I'||c=='i')//初始化地图
        {
            printf("Please Enter The Line Number(<=30) And Column Number(<=30):");
            scanf("%d%d",&i,&j);
            getchar();
            while(i>30||j>30)
            {
                printf("Please Enter The Line Number(<=30) And Column Number(<=30):");
                scanf("%d%d",&i,&j);
                getchar();
            }
            MapRand(i,j,maze);
            //以上为创建随机迷宫
        }
        else if(c=='P'||c=='p')//打印地图
            PrintMap(i,j,maze);
        else if(c=='S'||c=='s')
        {
            InitQueue(maze);//初始化队列
            if(ShortestPath_BFS(maze)==1)//如果返回值为1,则说明没有可通路径,退出函数
            continue;
            top=Shortestpath(top,maze);
        }
        else if(c=='R'||c=='r')//打印路径
            PrintPath(top,&head);
        else if(c=='Q'||c=='q')//退出程序
            return 0;
        fflush(stdin);//清空缓冲区
    }
    return 0;
}
运行结果: