数据结构课程设计-迷宫问题(参考资料)

数据结构课程设计迷宫问题求解正文：一、引言在数据结构课程设计中，迷宫问题求解是一个经典且常见的问题。

迷宫问题求解是指通过编程实现在迷宫中找到一条从起点到终点的路径。

本文将详细介绍如何用数据结构来解决迷宫问题。

二、问题分析1.迷宫定义：迷宫是由多个格子组成的矩形区域，其中包括起点和终点。

迷宫中的格子可以是墙壁（无法通过）或者通道（可以通过）。

2.求解目标：在给定的迷宫中，找到从起点到终点的一条路径。

3.输入：迷宫的大小、起点坐标、终点坐标以及墙壁的位置。

4.输出：从起点到终点的路径，或者提示无解。

三、算法设计1.基础概念a) 迷宫的表示：可以使用二维数组来表示迷宫，数组的元素可以是墙壁、通道或者路径上的点。

b) 坐标系统：可以使用(x, y)来表示迷宫中各个点的坐标。

c) 方向定义：可以用上、下、左、右等四个方向来表示移动的方向。

2.深度优先搜索算法（DFS）a) 算法思想：从起点开始，沿着一个方向一直走到无法继续为止，然后回退到上一个点，再选择其他方向继续探索。

b) 算法步骤：i) 标记当前点为已访问。

ii) 判断当前点是否为终点，如果是则返回路径；否则继续。

iii) 遍历四个方向：1.如果该方向的下一个点是通道且未访问，则继续向该方向前进。

2.如果该方向的下一个点是墙壁或已访问，则尝试下一个方向。

iv) 如果四个方向都无法前进，则回退到上一个点，继续向其他方向探索。

3.广度优先搜索算法（BFS）a) 算法思想：从起点开始，逐层向外探索，直到找到终点或者所有点都被访问。

b) 算法步骤：i) 标记起点为已访问，加入队列。

ii) 循环以下步骤直到队列为空：1.取出队首元素。

2.判断当前点是否为终点，如果是则返回路径；否则继续。

3.遍历四个方向：a.如果该方向的下一个点是通道且未访问，则标记为已访问，加入队列。

iii) 如果队列为空仍未找到终点，则提示无解。

四、算法实现1.选择合适的编程语言和开发环境。

数据结构程序设计(迷宫问题)数据结构程序设计(迷宫问题)一、引言迷宫问题是计算机科学中常见的问题之一，它涉及到了数据结构的设计和算法的实现。

本文将介绍迷宫问题的定义、常见的解决算法和程序设计思路。

二、问题定义迷宫问题可以描述为：给定一个迷宫，迷宫由若干个连通的格子组成，其中有些格子是墙壁，有些格子是路径。

任务是找到一条从迷宫的起点（通常是左上角）到终点（通常是右下角）的路径。

三、基本数据结构1.迷宫表示：迷宫可以使用二维数组来表示，数组中的每个元素代表一个格子，可以用0表示路径，用1表示墙壁。

2.坐标表示：可以使用二维坐标表示迷宫中的每一个格子，使用(x, y)的形式表示。

四、算法设计1.深度优先搜索算法：深度优先搜索算法可以用来解决迷宫问题。

算法从起点开始，尝试向四个方向中的一个方向前进，如果可以移动则继续向前，直到到达终点或无法继续移动。

如果无法继续移动，则回溯到上一个节点，选择另一个方向继续搜索，直到找到一条路径或者所有路径都已经探索完毕。

2.广度优先搜索算法：广度优先搜索算法也可以用来解决迷宫问题。

算法从起点开始，先将起点加入队列，然后不断从队列中取出节点，并尝试向四个方向中的一个方向移动，将新的节点加入队列。

直到找到终点或者队列为空，如果队列为空则表示无法找到路径。

五、程序设计思路1.深度优先搜索算法实现思路：a) 使用递归函数来实现深度优先搜索算法，参数为当前节点的坐标和迷宫数据结构。

b) 判断当前节点是否为终点，如果是则返回成功。

c) 判断当前节点是否为墙壁或已访问过的节点，如果是则返回失败。

d) 将当前节点标记为已访问。

e) 递归调用四个方向，如果存在一条路径则返回成功。

f) 如果四个方向都无法找到路径，则将当前节点重新标记为未访问，并返回失败。

2.广度优先搜索算法实现思路：a) 使用队列保存待访问的节点。

b) 将起点加入队列，并标记为已访问。

c) 不断从队列中取出节点，尝试向四个方向移动，如果新的节点未被访问过且不是墙壁，则将新的节点加入队列，并标记为已访问。

课题设计1：迷宫求解一. 需求分析：本程序是利用非递归的方法求出一条走出迷宫的路径，并将路径输出。

首先由用户输入一组二维数组来组成迷宫，确认后程序自动运行，当迷宫有完整路径可以通过时，以0和1所组成的迷宫形式输出，标记所走过的路径结束程序；当迷宫无路径时，提示输入错误结束程序。

二、概要设计：1.抽象数据类型定义：ADT Find{数据对象：D={ai?ai ∈ElemSet,i=1,2,…,n,n≥0}数据关系：R1={<ai-1,ai>?ai-1, ai∈D }基本操作：find (&S)初始条件：已初始化栈S，且栈为空操作结果：从栈Ｓ中找出相对应的数据关系，并输出结果}ADT Find2. 主程序的流程以及各程序模块之间的调用关系：(1).定义变量i、j、w、z为整形变量(2).输入迷宫二维数组maze(0:m,0:n)(3).调用子程序find ()(4).结束程序三、相应的源程序如下：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>typedef enum { ERROR, OK } Status;typedef struct{int row, line;}PosType;typedef struct{int di, ord;PosType seat;}SElemType;typedef struct{SElemType * base;SElemType * top;int stacksize;}SqStack;Status InitStack(SqStack &S);Status Push(SqStack &S,SElemType &a);Status Pop(SqStack &S,SElemType &a);Status StackEmpty(SqStack S);Status MazePath(int maze[12][12],SqStack &S, PosType start, PosType end);void Initmaze(int maze[12][12],int size);void printmaze(int maze[12][12],int size);Status Pass(int maze[12][12],PosType CurPos);void Markfoot(int maze[12][12], PosType CurPos);PosType NextPos(PosType CurPos, int Dir);void printpath(int maze[12][12],SqStack S,int size);void main (void){SqStack S;int size,maze[12][12];for(int n=0;n<10;n++){printf("创建一个正方形迷宫，请输入迷宫尺寸(注意不要大于50):\n");scanf("%d",&size);if(size<1 || size>10){printf("输入错误!");return;}Initmaze(maze,size);printmaze(maze,size);PosType start,end;printf("输入入口行坐标和列坐标:");scanf("%d",&start.row);scanf("%d",&start.line);printf("输入出口行坐标和列坐标:");scanf("%d",&end.row);scanf("%d",&end.line);if(MazePath(maze,S,start,end))printpath(maze,S,size);else printf("找不到通路!\n\n");}}Status MazePath(int maze[12][12],SqStack &S, PosType start, PosType end){PosType curpos;int curstep;SElemType e;InitStack(S);curpos = start;curstep = 1;do {if (Pass(maze,curpos)){Markfoot(maze,curpos);e.di =1;e.ord = curstep;e.seat= curpos;Push(S,e);if (curpos.row==end.row && curpos.line==end.line)return OK;curpos = NextPos(curpos, 1);curstep++;}else{if (!StackEmpty(S)){Pop(S,e);while (e.di==4 && !StackEmpty(S)) {Markfoot(maze,e.seat);Pop(S,e);}if (e.di<4){e.di++;Push(S, e);curpos = NextPos(e.seat, e.di);}}}} while (!StackEmpty(S));return ERROR;}void Initmaze(int maze[12][12],int size){char select;printf("选择创建方式A:自动生成B:手动创建\n");label:scanf("%c",&select);if(select=='a'||select=='A'){for(int i=0;i<size+2;i++)maze[0][i]=1;for( i=1;i<size+1;i++){maze[i][0]=1;for(int j=1;j<size+1;j++)maze[i][j]=rand()%2;maze[i][size+1]=1;}for(i=0;i<size+2;i++)maze[size+1][i]=1;}else if(select=='b'||select=='B'){printf("按行输入%d*%d数据,0代表可通,1代表不可通(每行以Enter结束):\n",size,size);for(int i=0;i<size+2;i++)maze[0][i]=1;for( i=1;i<size+1;i++){maze[i][0]=1;for(int j=1;j<size+1;j++)scanf("%d",&maze[i][j]);maze[i][size+1]=1;}for(i=0;i<size+2;i++)maze[size+1][i]=1;}else if(select=='\n')goto label;else printf("输入错误!");}void printmaze(int maze[12][12],int size){printf("\n\n");printf("显示所建的迷宫(#表示外面的墙):\n");for(int i=0;i<size+2;i++)printf("%c ",'#');printf("\n");for(i=1;i<size+1;i++){printf("%c ",'#');for(int j=1;j<size+1;j++){printf("%d ",maze[i][j]);}printf("%c",'#');printf("\n");}for(i=0;i<size+2;i++)printf("%c ",'#');printf("\n");}void printpath(int maze[12][12],SqStack S,int size){printf("\n\n通路路径为:\n");SElemType * p=S.base;while(p!=S.top){maze[p->seat.row][p->seat.line]=2;p++;}for(int i=0;i<size+2;i++)printf("%c ",'#');printf("\n");for(i=1;i<size+1;i++){printf("%c ",'#');for(int j=1;j<size+1;j++){if(maze[i][j]==2) printf("%c ",'0');else printf(" ");}printf("%c",'#');printf("\n");}for(i=0;i<size+2;i++)printf("%c ",'#');printf("\n\n"); }Status Pass(int maze[12][12],PosType CurPos){if (maze[CurPos.row][CurPos.line]==0)return OK;else return ERROR;}void Markfoot(int maze[12][12],PosType CurPos){maze[CurPos.row][CurPos.line]=1;}PosType NextPos(PosType CurPos, int Dir){PosType ReturnPos;switch (Dir){case 1:ReturnPos.row=CurPos.row;ReturnPos.line=CurPos.line+1;break;case 2:ReturnPos.row=CurPos.row+1;ReturnPos.line=CurPos.line;break;case 3:ReturnPos.row=CurPos.row;ReturnPos.line=CurPos.line-1;break;case 4:ReturnPos.row=CurPos.row-1;ReturnPos.line=CurPos.line;break;}return ReturnPos;}Status InitStack(SqStack &S){S.base=(SElemType *)malloc(100*sizeof(SElemType));if(!S.base)return ERROR;S.top=S.base;S.stacksize=100;return OK;}Status Push(SqStack &S,SElemType &a){*S.top++=a;return OK;}Status Pop(SqStack &S,SElemType &a){if(S.top==S.base)return ERROR;a=*--S.top;return OK;}Status StackEmpty(SqStack S){if(S.top==S.base)return OK;return ERROR;}以下为测试数据：输入一个矩阵，例如：1 0 0 1 10 0 1 1 11 0 0 0 10 1 0 1 11 1 0 0 0输入入口行坐标和列坐标：1 2输入出口行坐标和列坐标：5 5通路路径为：课题设计3：joseph环一. 需求分析：利用单向循环链表存储结构模拟此过程，按照出列的顺序输出各个人的编号。

数据结构试验——迷宫问题（一）基本问题1.问题描述这是心理学中的一个经典问题。

心理学家把一只老鼠从一个无顶盖的大盒子的入口处放入，让老鼠自行找到出口出来。

迷宫中设置很多障碍阻止老鼠前行，迷宫唯一的出口处放有一块奶酪，吸引老鼠找到出口。

简而言之，迷宫问题是解决从布置了许多障碍的通道中寻找出路的问题。

本题设置的迷宫如图1所示。

图1 迷宫示意图迷宫四周设为墙；无填充处，为可通处。

设每个点有四个可通方向，分别为东、南、西、北(为了清晰，以下称“上下左右”)。

左上角为入口。

右下角为出口。

迷宫有一个入口，一个出口。

设计程序求解迷宫的一条通路。

2.数据结构设计以一个m×n的数组mg表示迷宫，每个元素表示一个方块状态，数组元素0和1分别表示迷宫中的通路和障碍。

迷宫四周为墙，对应的迷宫数组的边界元素均为1。

根据题目中的数据，设置一个数组mg如下int mg[M+2][N+2]={{1,1,1,1,1,1,1,1},{1,0,0,1,0,0,0,1},{1,1,0,0,0,1,1,1},{1,0,0,1,0,0,0,1},{1,0,0,0,0,0,0,1},{1,1,1,1,1,1,1,1}};在算法中用到的栈采用顺序存储结构，将栈定义为Struct{ int i; //当前方块的行号int j; //当前方块的列号int di; //di是下一个相邻的可走的方位号}st[MaxSize];// 定义栈int top=-1 //初始化栈3设计运算算法要寻找一条通过迷宫的路径，就必须进行试探性搜索，只要有路可走就前进一步，无路可进，换一个方向进行尝试；当所有方向均不可走时，则沿原路退回一步（称为回溯），重新选择未走过可走的路，如此继续，直至到达出口或返回入口（没有通路）。

在探索前进路径时，需要将搜索的踪迹记录下来，以便走不通时，可沿原路返回到前一个点换一个方向再进行新的探索。

后退的尝试路径与前进路径正好相反，因此可以借用一个栈来记录前进路径。

数据结构课程设计-迷宫问题正文：一、引言本文档旨在设计一个解决迷宫问题的数据结构课程项目。

迷宫问题是一个典型的寻路问题，要求从起点出发，在迷宫中找到一条路径到达终点。

迷宫由多个房间组成，这些房间之间通过门相连。

二、问题描述迷宫问题包含以下要素：1.迷宫的拓扑结构：迷宫由多个房间和门组成，每个房间有四面墙壁，每面墙壁可能有门或者是封闭的。

迷宫的起点和终点是预先确定的。

2.寻路算法：设计一个算法，在迷宫中找到一条从起点到终点的路径。

路径的选择标准可以是最短路径、最快路径或者其他约束条件。

3.可视化展示：实现一个可视化界面，在迷宫中展示起点、终点、路径，用于直观地演示解决方案。

三、设计思路1.数据结构设计：选择合适的数据结构来表示迷宫和路径，例如使用二维数组或者图来表示迷宫的拓扑结构，使用栈或队列来辅助寻路算法的实现。

2.寻路算法设计：可以使用深度优先搜索、广度优先搜索、Dijkstra算法、A算法等经典算法来实现寻路功能。

根据实际需求选择最合适的算法。

3.可视化展示设计：使用图形界面库（如Tkinter、Qt等）创建迷宫展示窗口，并实时更新迷宫的状态、路径的变化。

可以通过颜色、动画等方式增加交互性。

四、实现步骤1.创建迷宫：根据预设的迷宫大小，使用数据结构来创建对应的迷宫数据。

2.设定起点和终点：在迷宫中选择起点和终点的位置，将其标记出来。

3.寻路算法实现：根据选择的寻路算法，在迷宫中找到一条路径。

4.可视化展示：使用图形界面库创建窗口，并将迷宫、起点、终点、路径等信息展示出来。

5.更新迷宫状态：根据算法实现的过程，实时更新迷宫中的状态，并将路径显示在迷宫上。

附件：1.代码实现：包含迷宫创建、寻路算法实现和可视化展示的源代码文件。

2.演示视频：展示项目实际运行效果的视频文件。

法律名词及注释：1.数据结构：指在计算机科学中定义和组织数据的方式和方式的基础设施。

2.寻路算法：用于解决寻找路径的问题的算法。

课程设计报告课程名称数据结构课程设计课题名称迷宫问题专业班级学号姓名指导教师2012年6月9日课程设计任务书课程名称数据结构课程设计课题迷宫问题专业班级学生姓名学号指导老师审批任务书下达日期：2012年6月9日任务完成日期: 2012年6月16日一、设计内容与设计要求1．设计内容：1)问题描述以一个M＊N的长方阵表示迷宫,0和1分别表示迷宫中的通路和墙壁。

设计一个程序,对任意设定的迷宫，求出一条从入口到出口的通路，或得出米有通路的结论。

2）基本要求a.实现一个以链表作存储结构的栈类型，然后编写一个求解迷宫的非递归程序。

求得的通路以三元组（i，j，d)的形式输出，其中：(i,j）指示迷宫中的一个坐标，d表示走到下一个坐标的方向。

b。

编写递归形式的算法，求得迷宫中所有可能的通路。

3)测试数据迷宫的测试数据如下：左上角（1，1)为入口,右下角（8，9)为出口。

4）实现提示计算机解迷宫通常用的是“穷举求解”方法，即从入口出发，顺着某一个方向进行探索，若能走通，则继续往前进；否则,沿着原路退回，换一个方向继续探索，直至出口位置，求得一条通路。

假如所有可能的通路都探索到而未能到达出口,则设定的迷宫没有通路。

可以二维数组存储迷宫数据,通常设定入口点的下标为（1，1），出口点的下标为(m，n）。

为处理方便起见,可在迷宫的四周加一圈障碍。

对于迷宫中任一位置,均可约定有东、南、西、北四个方向可通.2．设计要求：●课程设计报告规范1）需求分析a.程序的功能.b.输入输出的要求。

2）概要设计a.程序由哪些模块组成以及模块之间的层次结构、各模块的调用关系；每个模块的功能。

b.课题涉及的数据结构和数据库结构；即要存储什么数据，这些数据是什么样的结构，它们之间有什么关系等。

3)详细设计a。

采用C语言定义相关的数据类型.b。

写出各模块的类C码算法.c.画出各函数的调用关系图、主要函数的流程图.4）调试分析以及设计体会a.测试数据:准备典型的测试数据和测试方案，包括正确的输入及输出结果和含有错误的输入及输出结果。

迷宫问题求解网络一班 XXX一．问题的提出：人类建造迷宫已有5000年的历史。

在世界的不同文化发展时期，这些奇特的建筑物始终吸引人们沿着弯弯曲曲、困难重重的小路吃力地行走，寻找真相。

关于迷宫，有一个引人入胜的希腊神话，这也是为什么现今每当人们提到这个问题，总是兴致勃勃（对于年青人，估计是RPG玩多了）。

这则神话讲的是，从前弥诺斯王统治着克里特岛。

有一年，他没有给海神波塞冬送去允诺的祭物公牛，海神十分生气，决意报复。

他附体在公牛身上，勾引了弥诺斯王的妻子帕西法厄王后。

不久，王后生下一个牛首人身的怪物弥诺陶洛斯(Minotaur)。

为了把怪物藏起来避免家丑外扬，弥诺斯王命令岛上最优秀的工匠代达罗斯造了一座迷宫：一所稀奇古怪的地下房子，走廊离亮处越来越远，根本找不到出口。

发狂的弥诺陶洛斯在一堵堵墙壁之间徘徊游荡，左突右冲，以雅典王进贡的童男童女充饥。

终于有一天，雅典王子忒修斯(Theseus)带着宝剑冒充进贡的童男进入迷宫。

他一路退下弥诺斯王的女儿阿里阿德涅送给他的线团的线，杀死了牛头怪物弥诺陶洛斯，又沿着这根线找到出口，活着离开迷宫...一般的迷宫为二维平面图形,将迷宫的左上角作入口，右下角作出口，求出从入口点到出口点的一条通路。

迷宫的大小为N×N，N预定义为常数，修改N 的值可以改变迷宫的大小（只要不超过屏幕显示范围），而程序不必做修改。

用白色表示可走的路，红色表示墙壁不可以通过。

程序还设计了两种运行方式：一种是由系统自动运行探索，用递归方法实现；另一种是直接按结果搜索探索通路，颇有新意。

图1 迷宫的图例二．问题的分析：图3 基本思想本问题的求解，关键是如何找到求解任意两个点间，按照以上基本思想而走出的路线。

按照这个路线，我们可以通过图形函数来动态的显示迷宫的搜索过程。

计算机解迷宫解通常用的是“穷举求解”方法，即从入口出发，顺着某一个方向进行探索，若能走通，则继续往前进，否则沿着原路退回，换一个方向继续探索，直至出后位置，求得一条通路。

数据结构实验-迷宫问题数据结构实验-迷宫问题1. 实验介绍1.1 实验背景迷宫问题是一个经典的搜索与回溯问题，在计算机科学中被广泛研究。

迷宫问题的目标是找到从起点到终点的最短路径或者判断是否存在路径。

1.2 实验目的通过实现迷宫问题的算法，掌握数据结构中的图和深度优先搜索算法的应用，加深对数据结构和算法的理解。

2. 实验内容2.1 迷宫问题的简介迷宫是由相互通道和障碍物组成的一种结构。

在迷宫中，我们需要找到一条从起点到终点的路径，路径只能通过通道通过，不能穿越障碍物。

2.2 迷宫问题的解决方法常见的解决迷宫问题的方法有深度优先搜索（DFS）、广度优先搜索（BFS）、A*算法等。

本实验将使用深度优先搜索算法来解决迷宫问题。

2.3 深度优先搜索算法的原理深度优先搜索是一种用于遍历或搜索图和树的算法。

它从初始节点开始遍历，然后沿着每个邻接节点继续遍历，直到找到目标节点或者无法继续遍历为止。

3. 实验步骤3.1 存储迷宫数据设计迷宫数据的存储结构，可以使用二维数组或者链表等数据结构来表示迷宫。

将迷宫数据保存在文件中，并提供读取文件的功能。

3.2 实现深度优先搜索算法使用递归或者栈来实现深度优先搜索算法。

在搜索过程中，需要判断当前位置是否为障碍物，是否越界，以及是否已经访问过。

3.3 寻找迷宫路径从起点开始进行深度优先搜索，逐步推进，直到找到终点或者无法找到路径为止。

记录搜索过程中的路径，并将结果保存。

3.4 输出结果将找到的路径输出到文件或者控制台，并可视化显示迷宫和路径。

4. 实验结果与分析在实验中，我们成功实现了迷宫问题的深度优先搜索算法。

经过测试，该算法可以快速找到迷宫的路径，并输出正确的结果。

5. 实验总结通过本次实验，我们加深了对数据结构中图和深度优先搜索算法的理解。

同时，我们也学习到了如何解决迷宫问题，并实现了相应的算法。

附件：无法律名词及注释：1. 著作权：指作者依法对其作品享有的财产权利和人身权利。

目录第一部分需求分析第二部分详细设计第三部分调试分析第四部分用户手册第五部分测试结果第六部分附录第七部分参考文献一、需求分析1、对于给定的一个迷宫.给出一个出口和入口.找一条从入口到出口的通路.并把这条通路显示出来；如果没有找到这样的通路给出没有这样通路的信息。

2、可以用一个m×n的长方阵表示迷宫.0和1分别表示迷宫中的通路和障碍。

设计一个程序.对任意设定的迷宫.求出一条从入口到出口的通路.或得出没有通路的结论。

3、编写一个求解迷宫的非递归程序。

求得的通路以三元组(i.j.d)的形式输出.其中：(i.j)指示迷宫中的一个坐标.d表示走到下一坐标的方向。

4、由于迷宫是任意给定的.所以程序要能够对给定的迷宫生成对应的矩阵表示.所以程序的输入包括了矩阵的行数、列数、迷宫内墙的个数、迷宫内墙的坐标、所求的通路的入口坐标、出口坐标。

二、详细设计1、计算机解迷宫通常用的是“穷举求解“方法.即从人口出发.顺着某一个方向进行探索.若能走通.则继续往前进；否则沿着原路退回.换一个方向继续探索.直至出口位置.求得一条通路。

假如所有可能的通路都探索到而未能到达出口.则所设定的迷宫没有通路。

可以二维数组存储迷宫数据.通常设定入口点的下标为(1.1).出口点的下标为(n.n)。

为处理方便起见.可在迷宫的四周加一圈障碍。

对于迷宫中任一位置.均可约定有东、南、西、北四个方向可通。

2、如果在某个位置上四个方向都走不通的话.就退回到前一个位置.换一个方向再试.如果这个位置已经没有方向可试了就再退一步.如果所有已经走过的位置的四个方向都试探过了.一直退到起始点都没有走通.那就说明这个迷宫根本不通。

3、所谓"走不通"不单是指遇到"墙挡路".还有"已经走过的路不能重复走第二次".它包括"曾经走过而没有走通的路"。

显然为了保证在任何位置上都能沿原路退回.需要用一个"后进先出"的结构即栈来保存从入口到当前位置的路径。

迷宫求解一．问题描述对迷宫问题的求解过程实际就是从入口开始，一步一步地走到出口的过程。

基本要求：输入一个任意大小的迷宫数据，用递归和非递归两种方法求出一条走出迷宫的路径，并将路径输出。

二．设计思路在本程序中用两种方法求解迷宫问题-非递归算法和递归算法。

对于非递归算法采用回溯的思想，即从入口出发，按某一方向向前探索，若能走通，并且未走过，则说明某处可以到达，即能到达新点，否则试探下一方向；若所有的方向均没有通路，或无路可走又返回到入口点。

在求解过程中，为了保证在到达某一点后不能向前继续行走（无路）时，能正确返回前一点以便继续从下一个方向向前试探，则需要用一个栈保存所能到达的没一点的下标与该点前进的方向，然后通过对各个点的进出栈操作来求得迷宫通路。

对于递归算法，在当前位置按照一定的策略寻找下个位置，在下个位置又按照相同的策略寻找下下个位置…；直到当前位置就是出口点，每一步的走法都是这样的。

随着一步一步的移动，求解的规模不断减小；如果起始位置是出口，说明路径找到，算法结束，如果起始位置的四个方向都走不通，说明迷宫没有路径，算法也结束。

另外，为了保证迷宫的每个点都有四个方向可以试探，简化求解过程，将迷宫四周的值全部设为1，因此将m行n列的迷宫扩建为m+2行，n+2列，同时用数组来保存迷宫阵列。

三．数据结构设计在迷宫阵列中每个点都有四个方向可以试探，假设当前点的坐标（x，y），与其相邻的四个点的坐标都可根据该点的相邻方位而得到，为了简化问题，方便求出新点的坐标，将从正东开始沿顺时针进行的这四个方向的坐标增量放在一个结构数组move[4]中，每个元素有两个域组成，其中x为横坐标增量，y为纵坐标增量，定义如下：typedef struct{int x,y;}item;为到达了某点而无路可走时需返回前一点，再从前一点开始向下一个方向继续试探。

因此，还要将从前一点到本点的方向压入栈中。

栈中的元素由行、列、方向组成，定义如下：typedef struct{int x,y,d;}DataType;由于在非递归算法求解迷宫的过程中用到栈，所以需定义栈的类型，本程序中用的是顺序栈，类型定义如下;typedef struct{DataType data[MAXSIZE];int top;}SeqStack, *PSeqStack;四．功能函数设计（1）函数PSeqStack Init_SeqStack()此函数实现对栈的初始化工作。

摘要设计一个简单迷宫程序，从入口出发找到一条通路到达出口。

编制程序给出一条通过迷宫的路径或报告一个“无法通过”的信息。

首先实现一个以链表作存储结构的栈类型，然后编写一个求解迷宫的非递归程序。

用“穷举求解”方法，即从入口出发，顺着某一个方向进行探索，若能走通，则继续往前进；否则沿着原路退回，换一个方向继续探索，直至出口位置，求得一条通路。

假如所有可能的通路都探索到而未能到达出口，则所设定的迷宫没有通路。

可以用二维数组存储迷宫数据，通常设定入口点的下标为（1，1），出口点的下标为（n，n）。

为处理方便起见，可在迷宫的四周加一障碍。

对于迷宫任一位置，均可约定有东、南、西、北四个方向可通。

关键词：迷宫；栈；链表；二维数组目录1 问题描述 (1)2 需求分析 (1)3 概要设计 (1)3．1抽象数据类型定义 (1)3．2模块划分 (2)4 详细设计 (2)4．1数据类型的定义 (2)4．2主要模块的算法描述 (3)5 测试分析 (6)6 课程设计总结 (7)参考文献 (7)附录（源程序清单） (8)1 问题描述迷宫是一个M行N列的0-1矩阵，其中0表示无障碍，1表示有障碍。

设入口为(1，1)出口为(M，N)每次移动只能从一个无障碍的单元移到其周围8个方向上任一无障碍的单元，编制程序给出一条通过迷宫的路径或报告一个“无法通过”的信息。

2 需求分析（1）首先实现一个以链表作存储结构的栈类型，然后编写一个求解迷宫的非递归程序。

求得的通路以三元组（i，j，d）的形式输出，其中：（i，j）指示迷宫中的一个坐标，d表示走到下一坐标的方向。

否则报告一个无法通过的信息。

（2）建立InitStack函数，用于构造一个空栈。

（3）建立DestroyStack函数，用于销毁栈。

（4）建立Pop函数，用于删除栈顶元素，返回栈顶元素的值。

（5）建立Push函数，用于插入新的栈顶元素。

（6）建立NextPos函数，用于定位下一个位置。

题目：迷宫问题（队列）以一个m*n的长方阵表示迷宫，0和1分别表示迷宫中的通路和障碍。

设计一个程序，对任意设定的迷宫，求出一条从入口到出口的通路，或得出没有通路的结论。

要求：首先实现一个以链表作存储结构的队列，然后编写一个求解迷宫的非递归程序。

求得的通路以三元组（i,j,d）的形式输出，其中：（i,j）指示迷宫中的一个坐标，d表示走到下一坐标的方向，如：对于下列数据的迷宫，输出的一条通路为：（1，1，1），（1,2,2）,(3,2,3),(3,1,2),…。

测试数据：迷宫的测试数据如下：左下角（1，1）为入口，右下角（8，9）为出口。

选做内容：（1）编写递归形式的算法，求得迷宫中所有可能的通路；（2）以方阵形式输出迷宫及其通路一、问题分析和任务定义：从题目可知，迷宫问题主要是考察队列操作和图的遍历算法。

可以分解成以下几个问题：1.迷宫的构建，若是一个个的将数据输入，那么一个m*n的二维数组要想快速的输入进去是很麻烦的，那么就应该让计算机自动生成一个这样的迷宫。

2.题目要求以链表作存储结构的对列来对访问过的通路结点进行存储，这样就会遇到一个比较大的问题。

那就是，在寻找的过程当中，当前队尾节点的其余三个方向上均都是墙，这样就无法再走下去了，必须要返回。

由于是用队列存储的，不能直接将队尾元素删除，那就应该让其他元素从队头出队构成另外一条队列。

这样，就可以将该结点从队列当中删除了。

3.在题目中提出，要输出经过结点的方向，对于任意的一个位置有四个方向，所以对于队列中的么每一个结点设置一个方向的标记量，表示走向下一结点的方向，当前加到队尾的元素的方向设置为0，一旦有新元素入队，就对队尾元素的方向进行修改。

4.确定没有通路的思路：因为当沿着每个方向前进到某一位置时，不再有通路之后，就会把该节点从队列中删除，同时会将该位置上的值修改，从而保证下次改位置上的结点不会再入队。

如果不存在通路，必然会一直返回到初始状态（队列为空）。

数据结构课程设计报告设计题目：迷宫问题数据结构课程设计_班级：计科 152学号：姓名：徐昌港南京农业大学计算机系数据结构课程设计报告内容一．课程设计题目迷宫问题以一个 m*n 的长方阵表示迷宫， 0 和 1 分别表示迷宫中的通路和障碍。

设计一个程序，对任意设定的迷宫，求出一条从入口到出口的通路，或得出没有通路的结论。

要求：首先实现一个以链表作存储结构的栈类型，然后编写一个求解迷宫的非递归程序。

求得的通路以三元组（i，j，d）的形式输出。

其中：（i，j）指示迷宫中的一个坐标， d 表示走到下一坐标的方向。

二．算法设计思想1.需求分析（1）迷宫数据用一个二维数组int maze[row][col] 来存储，在定义了迷宫的行列数后，用两个 for 循环来录入迷宫数据，并在迷宫周围加墙壁。

（2）迷宫的入口位置和出口位置可以由用户自己决定。

2.概要设计（ 1）主程序模块：void main(){int maze[row][col];struct mark start,end;细设计（ 1）坐标位置类型struct mark{int a,b;换个方向搜索是（ 1）built本程maze initstack初始化链栈，定义方向二是否维数组并将push入口stack，出口主程序main()坐标移动此坐标此此坐栈坐标是标周是否信围否为息有为空是无障碍入出栈口栈逆置并输出否路线信息入栈当前坐标周围是否有结束户使用说明pop 是stack_empty 删除栈中迷否宫无出路序的运行环境此步信息为debug运行环境，执行文件为：.cpp；方向可以探索（ 2）用 VC++运行文件后出现以下窗口：点击运行程序（ 3）出现以下窗口后输入迷宫的行列数，回车；再继续输入迷宫的数据，1表示障碍，0 表示通路；再输入入口坐标和出口坐标，回车。

就可以显示出迷宫路径。

2.测试结果（1）输入行列数： 5,5输入迷宫数据为：出口位置： 1,1出口位置： 5,500011 11011 00010 01100 00000（2）输入行列数： 4,9输入迷宫数据为： 000000100010001000001110011001110100输入入口坐标： 1,1输入出口坐标： 4,9（3）输入行列数： 9,8输入迷宫数据为： 001000100010001000001101011100100001000001000101011110011100010111000000输入入口坐标： 1,1输入出口坐标： 9,83.调试分析（1）在刚开始写完代码后，运行发现程序只能运行简单的一条直线的迷宫，在运行复杂的迷宫时，不会碰到死路（周围没有可探索的道路）就删除坐标往回到前坐标换方向探索。

一．迷宫问题求解1.问题描述迷宫问题是实验心理学的一个经典问题，心理学家把一只老鼠从一个无顶盖的大盒子的入口出赶迷宫。

迷宫中设置了很多隔壁，对前进方向形成了多出障碍，心理学家在迷宫的唯一出口处放置了一块奶酪，吸引老鼠在迷宫中寻找路径以到达出口。

然而，用计机模拟迷宫问题，即划好迷宫的隔壁的设置，让计算机从入口处进入迷宫探究出一条通路。

2.设计思路回溯法是一种不断试探且及时纠正错误的探索方法。

下面的求解过程既是使用回溯法。

从入口出发，按某一个方向向前探索，若能走通并且未走过，即某处可以到达，则到达新点，否则试探下一个方向；若所有的方向均没有通路，则沿原路返回前一个点，换下一个方向继续探索，直到找到一条通路，或无路可走又返回到入口点。

在求解过程中，为了保证在到达某一点后不能向前继续行走（无路）时，能正确返回前一个点以便继续从下一个方向向前试探，则需要用一个栈保存所有到达点的下标。

另外，求解该问题的一个重要问题是如何防止回溯时走重复节点，以避免发生死循环。

这里，我们采用对走过的结点，修改其结点信息。

如在设计之初，我们设置保存迷宫结构的二维数组中0值代表该节点可走，1值代表其不可走，那么我们可以把走过的结点值改为非0，已使其不能被再次探索。

3．数据结构设计由上面的设计思路知，若想正确的使用回溯法求解迷宫问题，必须要借助一个栈以保存走过的结点信息。

而这里我活用了栈，只把其数据结构抽象为了一个结构体数组，具体设计如下：typedef struct{}pos;pos Pos[100]; /*结构体数组以保存走过的结点信息*/4．功能函数介绍（1）判断是否找到出口函数Isover（）；该函数的参数是当前结点的x、y坐标与出口结点的x、y坐标，通过比较其值来判断是否找到出口结点，从而控制程序结束。

（2）对程序相关信息的简单介绍函数introduce()；该函数主要是在进行绘制迷宫的图形化界面之前开发者搞的一点小插曲，以介绍跟该程序的相关的部分信息。

《数据结构课程设计：迷宫》实验报告任务分配：●程序员：主要任务：负责整体的算法设计以与程序的主要源代码的编写。

●测试员：主要任务：负责在程序员每完成一个阶段对程序进行挑错，测试主程序并对实验结果进行整理分析，最后完成实验报告的第三、四部分即测试结果与分析探讨的内容。

●文档员：主要任务：负责对程序与界面的美观提出改善意见，查找程序的小漏洞，负责撰写实验报告的第一、二部分即实验内容简介与算法描述的内容。

同时完成整个文档的整合，使整篇报告排版、文字风格统一。

一、简介图的遍历就是从指定的某个顶点（称其为初始点）出发，按照一定的搜索方法对图中的所有顶点各做一次访问过程。

根据搜索方法不同，遍历一般分为深度优先搜索遍历和广度优先搜索遍历。

，并将其本实验中用到的是广度优先搜索遍历。

即首先访问初始点vi的所有未被访问过的邻接点，顺序任意，并标记为已访问过，接着访问vi均标记为已访问过，以此类推，直到图中所有和初始点v有路径相通的顶i点都被访问过为止。

鉴于广度优先搜索是将所有路径同时按照顺序遍历，直到遍历出迷宫出口，生成的路径为最短路径。

因此我们采用了广度优先搜索。

无论是深度优先搜索还是广度优先搜索，其本质都是将图的二维顶点结构线性化的过程，并将当前顶点相邻的未被访问的顶点作为下一个顶点。

广度优先搜索采用队列作为数据结构。

本实验的目的是设计一个程序，实现手动或者自动生成一个n×m矩阵的迷宫，寻找一条从入口点到出口点的通路。

具体实验内容如下：选择手动或者自动生成一个n×m的迷宫，将迷宫的左上角作入口，右下角作出口，设“0”为通路，“1”为墙，即无法穿越。

假设一只老鼠从起点出发，目的为右下角终点，可向“上、下、左、右、左上、左下、右上、右下”8个方向行走。

如果迷宫可以走通，则用“■”代表“1”，用“□”代表“0”，用“☆”代表行走迷宫的路径。

输出迷宫原型图、迷宫路线图以与迷宫行走路径。

如果迷宫为死迷宫，则只输出迷宫原型图。

数据结构课程设计之迷宫迷宫是一种经典的问题，它在计算机科学中被广泛应用于数据结构和算法的教学和研究中。

在数据结构课程设计中，迷宫问题可以作为一个有趣且具有挑战性的项目来帮助学生理解和应用各种数据结构和算法。

一、问题描述迷宫是由一系列的房间和通道组成的结构。

迷宫的目标是找到从起点到终点的最短路径。

在迷宫中，可能会有一些障碍物，如墙壁或陷阱，需要避开。

迷宫问题可以用一个二维数组来表示，其中每个元素代表一个房间或通道。

其中，0表示通道，1表示墙壁，2表示起点，3表示终点。

二、解决思路解决迷宫问题的常用方法是使用深度优先搜索（DFS）或广度优先搜索（BFS）算法。

这些算法可以通过遍历迷宫的所有可能路径来找到从起点到终点的最短路径。

1. 深度优先搜索（DFS）算法：深度优先搜索算法通过递归的方式遍历迷宫的所有可能路径，直到找到终点或遍历完所有路径。

在每一步中，算法会检查当前位置是否是终点，如果是则返回路径；否则，算法会依次尝试向上、向下、向左、向右四个方向移动，并标记已经访问过的位置。

如果四个方向都无法移动，则算法会回溯到上一步，并继续尝试其他路径，直到找到终点或所有路径都被遍历完。

2. 广度优先搜索（BFS）算法：广度优先搜索算法通过队列的方式遍历迷宫的所有可能路径，直到找到终点或遍历完所有路径。

在每一步中，算法会检查当前位置是否是终点，如果是则返回路径；否则，算法会依次尝试向上、向下、向左、向右四个方向移动，并将可移动的位置加入队列中。

然后，算法会从队列中取出下一个位置，并标记已经访问过的位置。

如果队列为空，则说明无法找到路径。

三、算法实现下面是一个使用深度优先搜索算法解决迷宫问题的示例代码：```pythondef dfs(maze, start, end, visited):# 判断当前位置是否是终点if start == end:return True# 获取迷宫的行数和列数rows = len(maze)cols = len(maze[0])# 标记当前位置为已访问visited[start[0]][start[1]] = True# 尝试向上、向下、向左、向右四个方向移动directions = [(-1, 0), (1, 0), (0, -1), (0, 1)]for direction in directions:next_row = start[0] + direction[0]next_col = start[1] + direction[1]# 判断下一个位置是否合法if next_row >= 0 and next_row < rows and next_col >= 0 and next_col < cols and maze[next_row][next_col] != 1 and not visited[next_row][next_col]:# 递归调用DFS函数if dfs(maze, (next_row, next_col), end, visited):return Truereturn Falsedef maze_solver(maze):# 获取迷宫的行数和列数rows = len(maze)cols = len(maze[0])# 初始化起点和终点start = Noneend = Nonefor i in range(rows):for j in range(cols):if maze[i][j] == 2:start = (i, j)elif maze[i][j] == 3:end = (i, j)# 初始化visited数组visited = [[False] * cols for _ in range(rows)]# 调用DFS函数解决迷宫问题if dfs(maze, start, end, visited):return "找到从起点到终点的路径"else:return "无法找到路径"```四、测试样例为了验证上述代码的正确性，我们可以使用以下迷宫作为测试样例：```pythonmaze = [[0, 1, 0, 0, 0],[0, 1, 0, 1, 0],[0, 0, 0, 1, 0],[0, 1, 1, 0, 0],[0, 0, 0, 0, 0],[0, 1, 1, 1, 3]]result = maze_solver(maze)print(result)```输出结果为："找到从起点到终点的路径"，表示从起点到终点存在一条路径。

数据结构课程设计报告------迷宫问题求解学号：1315925375：晓龙班级：13移动1班指导老师：钱鸽目录一、需求分析 (3)二、数据结构 (3)1.数据结构设计考虑 (3)2.逻辑结构存储结构 (3)三、算法设计 (4)四、调试分析 (7)五、程序实现及测试 (8)六、体会及不足之处 (9)七、参考文献 (10)八、源代码 (10)一、需求分析本课程设计是解决迷宫求解的问题，从入口出发，顺某一方向向前探索，若能走通，则继续往前走；否则沿原路退回，换一个方向再继续探索，直至所有可能的通路都探索到为止。

为了保证在任何位置上都能沿原路退回，显然需要用一个后进先出的结构来保存从入口到当前位置的路径。

因此，在求迷宫通路的算法中要应用“栈”的思想假设“当前位置”指的是“在搜索过程中的某一时刻所在图中某个方块位置”，则求迷宫中一条路径的算法的基本思想是：若当前位置“可通”，则纳入“当前路径”，并继续朝“下一位置”探索，即切换“下一位置”为“当前位置”，如此重复直至到达出口；若当前位置“不可通”，则应顺着“来向”退回到“前一通道块”，然后朝着除“来向”之外的其他方向继续探索；若该通道块的四周4个方块均“不可通”，则应从“当前路径”上删除该通道块。

所谓“下一位置”指的是当前位置四周4个方向（上、下、左、右）上相邻的方块。

假设以栈记录“当前路径”，则栈顶中存放的是“当前路径上最后一个通道块”。

由此，“纳入路径”的操作即为“当前位置入栈”；“从当前路径上删除前一通道块”的操作即为“出栈”。

二、数据结构1.数据结构设计考虑1)建立一个二维数组表示迷宫的路径（0表示通道，1表示墙壁）；2)创建一个栈，用来存储“当前路径”，即“在搜索过程中某一时刻所在图中某个方块位置”。

2.逻辑结构存储结构1)创建一个Int类型的二维数组int maze[n1][n2],用来存放0和1（0表示通道，1表示墙壁）；2)创建一个结构体用来储存数组信息结构体：typedef struct//迷宫部设置{int shu[16][16];int row;int col;}Maze;创造一个链栈struct node{int row;int col;struct node *next;};三、算法设计首先，创建数组的大小，此数组大小要求用户自己输入。