C/C++教程

C语言实现数据结构迷宫实验

本文主要是介绍C语言实现数据结构迷宫实验，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

本文实例为大家分享了C语言实现简单的数据结构迷宫实验，供大家参考，具体内容如下

分析：迷宫实验主要有两部分操作，其一是对迷宫的生成，其二是寻路使用栈的操作。

步骤：

一、.h文件

1、首先是迷宫的生成，可以使用随机数种子生成，但主要逻辑部分并不在此，所以在这里直接写死，固定下来。
定义一个坐标类型的结构体，和二维数组迷宫：

typedef struct {
 int x;
 int y;
}Pos;

//迷宫类型
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、然后是对栈的声明，栈里储存的元素为坐标类型

//顺序栈
#define MAXSIZE 50
typedef struct {
 SElemType *base;
 SElemType *top;  //栈顶指针
 int stacksize;
}SqStack;

3、栈操作函数声明

typedef int Status;
#define OK 1;
#define ERROR 0;

//栈的相关操作
//初始化栈
Status initStack(SqStack &s);
//压栈
Status push(SqStack &s, SElemType e);
//出栈
SElemType pop(SqStack &s);
//清空栈
Status clearStack(SqStack &s);
//摧毁栈
void destroyStack(SqStack &s);
//遍历栈
Status stackTravel(SqStack s);

4、迷宫操作函数声明

//初始化迷宫(同时生成起始点和终点)
void initMaze(Maze &maze);
//打印迷宫
void showMaze(Maze maze);
//寻找出路；传入一个迷宫和栈找出出路
void findWay(Maze &maze,SqStack &s);
//判断该点的四个方向是否有通路，有就前进
Pos isExit(Pos p, Maze maze);

二、.cpp文件

1、导入所需头文件

#include "pch.h"
#include <iostream>
#include<time.h>
#include<stdlib.h>
using namespace std;

2、栈操作实现

//构造空栈
Status initStack(SqStack &s) {
 s.base = new SElemType[MAXSIZE];
 if (!s.base)
 {
 exit(OVERFLOW);//分配失败
 }
 s.top = s.base;
 s.stacksize = MAXSIZE;
 return OK;
}

//入栈
Status push(SqStack &s, SElemType e) {
 //判断栈满
 if (s.top-s.base == s.stacksize)
 {
 return ERROR;
 }
 //存入元素,*为取指针的值
 s.top++;
 *s.top = e;
 return OK;
}

//出栈,用e返回栈顶值
SElemType pop(SqStack &s) {
 SElemType e;
 //判断栈为空
 if (s.top == s.base)
 {
 //若为空则返回一个（-1，-1）的点，判断由外部调用时进行
 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;
 //输出走过的路径
 cout <<"("<<p.x<<","<<p.y<<")"<< "-->";
 if ( p.x == 0 || p.y == 0|| p.x == 9 ||p.y == 9)
 {
 //终点输出为“End”
  cout << "End";
 }
 }
 cout << endl;
 return 0;
}

3、迷宫操作实现

///////////////////////////////////////迷宫操作////////////////////////////////
//初始化函数，传入一个迷宫，随机生成起点和终点，由于起点有一定限制，所以这里起点也固定为几个最合适的点
void initMaze(Maze &maze) {
 //生成随机数
 srand((unsigned)time(NULL));
 int index = rand() % 36 + 1;
 int start = index % 6 + 1;
 //生成起始点数值为‘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;
 }
 //随机生成终点'e'表示
 while (index = rand()%36+1)
 {
 //出口在顶部
 if (index >1 &&index<10 && maze.square[1][index-1]!='s')
 {
  maze.square[0][index-1] = 'e';
  break;
 }
 //出口在右侧
 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;
  }
 }
 //左侧出口
 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;
 }
}
//寻找迷宫路径
void findWay(Maze &maze,SqStack &s) {
//首先遍历找出起始点和终点并保存下来
 Pos start,end;
 for (int i = 0; i < 10; i++)
 {
 for (int j = 0; j < 10; j++) {
  if (maze.square[i][j] == 's')
  { //起点压入栈内
  start.x = i;
  start.y = j;
  push(s, start);
  }
  else if (maze.square[i][j] == 'e')
  { //出口
  end.x = i;
  end.y = j;
  }
 }
 }
 //寻找路径
 Pos go = start;
 //直到找到出口才结束
 while ( s.top->x != end.x || s.top->y != end.y)
 {
 //获得下一步坐标
 Pos path = isExit(go, maze);
 if (path.x != go.x || path.y != go.y)
 {
  //前进
  maze.square[path.x][path.y] = 'p';
  push(s, path);
  go = path;
 }
 //如果所有放向都走不通（即返回的点是传入的点），则将其标为“@”，出栈到上一个点，继续判断
 else
 {
  //走不通pop
  maze.square[path.x][path.y] = '@';
  pop(s);
  go = *s.top;
 }
 }
 maze.square[end.x][end.y] = 'e';
}

//判断返回下一步路径（顺序：右下左上），传入所处位置，从右边开始判断是否又通路或者出口，有就返回哪个方向上的点
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函数调用

int main()
{
 while (true)
 {
 //创建一个迷宫
 Maze maze;
 initMaze(maze);
 //初始化一个栈
 SqStack S;
 initStack(S);
 cout << "*****************************" << endl;
 cout << "* 1、生成迷宫  2、退出 *" << endl;
 cout << "*****************************" << endl;
 cout << "请输入你的选择：";
 int select = 0;
 cin >> select;
 if (select == 1)
 {
  cout << "生成随机起点和出口迷宫：" << endl;
  showMaze(maze);
  cout << "生成迷宫路径：" << endl;
  findWay(maze, S);
  stackTravel(S);
  showMaze(maze);
  cout << endl;
 }
 if (select == 2)
 {
  clearStack(S);
  break;
 }
 }
 return 0;
}

四、评价

这是个叫简易的迷宫，但基本实现了迷宫的寻路逻辑，可改进的地方有：

1、因为很多地方写死了，所以复用性不高，可以用循环遍历来随机生成起点，同理迷宫的生成也是这样
2、判断路径可以用递归调用实现前进逻辑

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