数据结构-迷宫实验报告Word文件下载.doc
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楷体,行距:
固定行距18,字号:
小四,个人报告按下面每一项的百分比打分。
难度A满分70分,难度B满分90分)
一、【实验构思(Conceive)】
(10%)
(本部分应包括:
描述实验实现的基本思路,包括所用到的离散数学、工程数学、程序设计、算法等相关知识)
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。
我们将其简化成具体实验内容如下:
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、迷宫路线图以及迷宫行走路径。
如果迷宫为死迷宫,输出信息。
可以二维数组存储迷宫数据,用户指定入口下标和出口下标。
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。
二、【实验设计(Design)】
(20%)
抽象数据类型的功能规格说明、主程序模块、各子程序模块的伪码说明,主程序模块与各子程序模块间的调用关系)
1.设定迷宫的抽象数据类型定义:
ADTMaze{
数据对象:
D={ai,j|ai,j∈{‘■’、‘□’、‘※’、‘→’、‘←’、‘↑’、‘↓’},0≤i≤row+1,0≤j≤col+1,row,col≤18}
数据关系:
R={ROW,COL}
ROW={<
ai-1,j,ai,j>
|ai-1,j,ai,j∈D,i=1,…,row+1,j=0,…,col+1}
COL={<
ai,j-1,ai,j>
|ai,j-1,ai,j∈D,i=0,…,row+1,j=1,…,col+1}
基本操作:
Init_hand_Maze(Maze,row,col)
初始条件:
二维数组Maze[][]已存在。
操作结果:
手动初始化迷宫,0表示通路,1表示障碍。
Init_automatic_Maze(Maze,row,col)
初始条件:
自动初始化迷宫,0表示通路,1表示障碍。
PrintMaze(Maze)
迷宫Maze已存在。
将迷宫输出到屏幕,“□”表示通路,“■”表示障碍。
MazePath(Maze)
初始条件:
计算路径。
PrintPath(Maze)
若迷宫存在一条通路,将路径输出至屏幕,以“→”“←”“↑”“↓”表示可行路径,“※”表示途径过却无法到达出口的位置;
若不存在通路,报告相应信息。
}ADTMaze;
2.设定栈的抽象数据类型定义:
ADTStack{
数据对象:
D={ai|ai∈CharSet,i=1,2,…,n,n≥0}
R1={<
ai-1,ai>
|ai-1,ai∈D,i=2,…,n}
基本操作:
InitStack(&
S)
操作结果:
构造一个空栈。
Push(&
S,e)
初始条件:
栈S已存在。
在栈S的栈顶插入新的栈顶元素e。
Pop(&
S,&
e)
栈S已存在.
删除S的栈顶元素,并以e返回其值。
}ADTStack;
3.本程序包含三个模块
1)主程序模块:
voidmain()
{
初始化;
do{
接受命令;
处理命令;
}while(命令!
=退出);
}
2)栈模块——实现栈抽象数据类型;
3)迷宫模块——实现迷宫抽象数据类型。
4各模块之间的调用关系如下:
主程序模块
迷宫模块
栈模块
三、【实现描述(Implement)】
(30%)
抽象数据类型具体实现的函数原型说明、关键操作实现的伪码算法、函数设计、函数间的调用关系,关键的程序流程图等,给出关键算法的时间复杂度分析。
)
1.迷宫与栈类型
intmaze[M][N],row,col;
typedefstruct//存放迷宫访问到点的行,列,方向
intm,n,direc;
}MazeType,*LMazeType;
typedefstruct
LMazeTypetop;
//路径第一个元素的位置
LMazeTypebase;
//路径最后一个元素的位置
intstacksize;
//栈大小
intover;
//溢出
}Stack;
2.栈操作函数
voidInit_hand_Maze(intmaze[M][N],intm,intn)
inti,j;
for(i=1;
i<
=m+1;
i++)
for(j=1;
j<
=n+1;
j++)
{
maze[i][j]=1;
}
cout<
<
"
请按行输入迷宫,0表示通路,1表示障碍:
endl;
m+1;
n+1;
cin>
>
maze[i][j];
{
for(j=1;
j++)
{
if(maze[i][j]!
=0&
&
maze[i][j]!
=1){
cout<
您输入有误,请重新输入"
;
Init_hand_Maze(maze,m,n);
}
}
}
}
时间复杂度为O(m*n)
voidInit_automatic_Maze(intmaze[M][N],intm,intn)//自动生成迷宫
inti,j;
cout<
\n迷宫生成中……\n\n"
system("
pause"
);
for(i=1;
maze[i][j]=rand()%2;
//随机生成0、1
StatusPush(Stack&
S,MazeTypee)//将路径上的点依次压栈
if(S.top-S.base>
=S.stacksize)
{
S.base=(LMazeType)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(MazeType));
if(!
S.base)exit(OVERFLOW);
S.top=S.base+S.stacksize;
S.stacksize+=STACKINCREMENT;
}
*S.top++=e;
returnOK;
StatusPop(Stack&
S,MazeType&
e)//将能走通的路径的点依次出栈
if(S.top==S.base)returnERROR;
e=*--S.top;
3.求解迷宫
StatusMazePath(Stack&
e,intmaze[M][N],intm,intn)
do
if(maze[e.m][e.n]==0)//0可通,1不可通,2为已走过
{
Push(S,e);
maze[e.m][e.n]=2;
if(e.m==m&
e.n==n)
{
S.over=1;
//表示存满一条路径
returnOK;
}
else{
e.n++;
e.direc=0;
//来这一点时的方向,0右1下2左3上
MazePath(S,e,maze,m,n);
}
}
else
if(S.top!
=S.base&
S.over!
=1)
switch(e.direc)//回到上一位置并同时改变方向走下一步
{
case0:
//退回后,列坐标减一,行坐标加一,下一方向向下
e.n--;
e.m++;
e.direc=1;
bre
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