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数据结构:迷宫_迷宫问题。假设迷宫由m行n列构成,有一个入口和一个出口,入口坐标为(1,1),出口

迷宫问题。假设迷宫由m行n列构成,有一个入口和一个出口,入口坐标为(1,1),出口

迷宫问题。假设迷宫由m行n列构成,有一个入口和一个出口,入口坐标为(1,1),出口坐标为(m,n),试设计并验证以下算法:找出一条从入口通往出口的路径,或报告一个“无法通过”的信息。

(1) 用C语言实现顺序存储结构上队列的基本操作,然后利用该队列的基本操作找出迷宫的一条最短路径。

(2) 设计一个二维数组MAZE[m+2][n+2]表示迷宫,数组元素为0表示该位置可以通过,数组元素为1表示该位置不可以通行。MAZE[1][1]、MAZE[m][n]分别为迷宫的入口和出口。

(3) 输入迷宫的大小m行和n列,动态生成二维数组;由随机数产生0或1,建立迷宫,注意m*n的迷宫需要进行扩展,扩展部分的元素设置为1,相当于在迷宫周围布上一圈不准通过的墙。

(4) 要求输出模拟迷宫的二维数组;若存在最短路经,则由出口回溯到入口(出队列并利用栈实现),再打印从入口到出口的这条路径,例如(1,1),……,(i,j),……,(m,n);若没有路径,则打印“No path!”。

(5)迷宫的任一位置(i,j)上均有四个可以移动的方向,用二维数组Direction存放八个方向上的位置偏移量。

Direction[8][2]={{0,1},{1,1},{0,-1},{-1,-1},{1,1},{0,-1},{-1,-1},{0,1}};

(6)为避免出现原地踏步的情况为了标志已经通过的位置,采用一个标志数组MARK[m+2][n+2],初值均为0,在寻找路径的过程中,若通过了位置(i,j),则将MARK[i][j]置为1。

(7) 为了记录查找过程中到达位置(i,j)及首次到达(i,j)的前一位置(i_pre,j_pre),需要记住前一位置(i_pre,j_pre)在队列中的序号pre,即队列中数据元素应该是一个三元组(i,j,pre)。

(8) 搜索过程简单描述如下:将入口MAZE[1][1]作为第一个出发点,依次在八个方向上搜索可通行的位置,将可通行位置(i,j,pre)入队,形成第一层新的出发点,然后依次出队,即对第一层中各个位置分别搜索它所在八个方向上的可通行位置,形成第二层新的出发点,…,如此进行下去,直至达到出口MAZE[m][n]或者迷宫所有位置都搜索完毕为止。

注意:迷宫元素我是根据书上的一个迷宫图创建的,具体要以实际图为准。

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// Created by CHAO on 2021-11-06.
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#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
typedef struct table{   //迷宫元素
    int x;  //坐标
    int y;
    int status; //状态
    int foot;
    struct table *next;
    struct table *before;
}Table;

typedef struct Quene{        //队列链表
    Table *head;
    Table *wei;
}quene;

quene *create(){   //创建空队列

    quene *s;
    s=(quene *) malloc(sizeof (quene));
    s->head=(Table *) malloc(sizeof (Table));
    s->wei=s->head;
    if(!s->head)
        exit(0);
    s->head->next=s->wei->next=NULL;
    return s;
}


void delete(quene *s){      //删除队列头元素

    if(s->wei==s->head)
    {
        printf("队列中无元素\n");
        exit(0);
    }
    if(s->head->next==s->wei) {
        s->head = s->wei;
        s->head->next=NULL;
    }
   else {
        Table *p;
        p = s->head->next;
        s->head->next = p->next;
        free(p);
    }

}

void addquene(quene *s,Table a){    //添加元素到队列

    Table *p;
    p=(Table *) malloc(sizeof (Table));
    if(!p)
        exit(0);
    p->x=a.x;
    p->y=a.y;
    p->status=a.status;
    p->next=NULL;
    s->wei->next=p;
    s->wei=p;
}

void addquene2(quene *s,Table  b,Table a){    //添加元素到队列

    Table *p;
    Table *q;
    p=(Table *) malloc(sizeof (Table));
    if(!p)
        exit(0);
    p->x=a.x;
    p->y=a.y;
    p->next=NULL;
    s->wei->next=p;
    s->wei=p;
    //遍历队列,找出前驱
    q=s->head->next;
    while (q){
        if(q->x==b.x && q->y==b.y)
        {
            s->wei->before=q;
            break;
        }
        else
        {
            q=q->next;
        }
    }

}


void pri(quene *s){ //打印

    Table *p;
    if(s->head==s->wei)
    {
        printf("队列元素为空\n");
        return;
    }
    else {
        p = s->head->next;
        while (p) {
            printf("坐标为 %d,%d\n", p->x, p->y);
            p = p->next;
        }
    }
}

void pri2(quene *s){


    Table *p;
    if(s->head==s->wei)
    {
        printf("队列元素为空\n");
        return;
    }
    else {
        p = s->head->next;
        while (p->x!=8||p->y!=8)
            p=p->next;
            while (p != s->head) {
                printf("坐标为 %d,%d\n", p->x, p->y);
                p = p->before;
            }
    }
}


void crgong(quene *quene1){   //迷宫初始化,以及走迷宫

    //quene2存放实际迷宫路径
    quene *quene2;
    quene2=create();

    Table gong[10][10];
    for(int i=0;i<10;i++){
        for(int j=0;j<10;j++){
            gong[i][j].status=1;
            gong[i][j].foot=0;
        }
    }
    for(int i=0;i<10;i++){
        gong[0][i].x=i;
        gong[0][i].y=0;
        gong[0][i].status=0;
    }
    for(int i=0;i<10;i++){
        gong[9][i].x=i;
        gong[9][i].y=0;
        gong[9][i].status=0;
    }
    for(int i=0;i<10;i++){
        gong[i][0].x=i;
        gong[i][0].y=0;
        gong[i][0].status=0;
    }
    for(int i=0;i<10;i++){
        gong[i][9].x=i;
        gong[i][9].y=0;
        gong[i][9].status=0;
    }
    gong[1][3].x=1;gong[1][3].y=3;gong[1][3].status=0;
    gong[2][3].x=2;gong[2][3].y=3;gong[2][3].status=0;
    gong[1][7].x=1;gong[1][7].y=7;gong[1][7].status=0;
    gong[2][7].x=2;gong[2][7].y=7;gong[2][7].status=0;
    gong[3][5].x=3;gong[3][5].y=5;gong[3][5].status=0;
    gong[3][6].x=3;gong[3][6].y=6;gong[3][6].status=0;
    gong[4][2].x=4;gong[4][2].y=2;gong[4][2].status=0;
    gong[4][3].x=4;gong[4][3].y=3;gong[4][3].status=0;
    gong[4][4].x=4;gong[4][4].y=4;gong[4][4].status=0;
    gong[5][4].x=5;gong[4][2].y=4;gong[5][4].status=0;
    gong[6][2].x=6;gong[6][2].y=2;gong[6][2].status=0;
    gong[6][6].x=6;gong[6][6].y=6;gong[6][6].status=0;
    gong[7][2].x=7;gong[7][2].y=2;gong[7][2].status=0;
    gong[7][3].x=7;gong[7][3].y=3;gong[7][3].status=0;
    gong[7][4].x=7;gong[7][4].y=4;gong[7][4].status=0;
    gong[7][6].x=7;gong[7][6].y=6;gong[7][6].status=0;
    gong[7][7].x=7;gong[7][7].y=7;gong[7][7].status=0;
    gong[8][1].x=8;gong[8][1].y=1;gong[8][1].status=0;
    gong[8][4].status=0;

    for(int i=1;i<=7;i++){
        gong[i][1].x=i;
        gong[i][1].y=1;
    }
    for(int i=1;i<=8;i++){
        gong[i][8].x=i;
        gong[i][8].y=8;
    }
    for(int i=4;i<=8;i++){
        gong[i][5].x=i;
        gong[i][5].y=5;
    }
    for(int i=3;i<=6;i++){
        gong[i][7].x=i;
        gong[i][7].y=7;
    }
    gong[1][2].x=1;gong[1][2].y=2;
    gong[2][2].x=2;gong[2][2].y=2;
    gong[3][2].x=3;gong[3][2].y=2;
    gong[5][2].x=5;gong[5][2].y=2;
    gong[8][2].x=8;gong[8][2].y=2;
    gong[3][3].x=3;gong[3][3].y=3;
    gong[5][3].x=5;gong[5][3].y=3;
    gong[6][3].x=6;gong[6][3].y=3;
    gong[8][3].x=8;gong[8][3].y=3;
    gong[1][4].x=1;gong[1][4].y=4;
    gong[2][4].x=2;gong[2][4].y=4;
    gong[3][4].x=3;gong[3][4].y=4;
    gong[6][4].x=6;gong[6][4].y=4;
    gong[8][4].x=8;gong[8][4].y=4;
    gong[1][5].x=1;gong[1][5].y=5;
    gong[2][5].x=2;gong[2][5].y=5;
    gong[1][6].x=1;gong[1][6].y=6;
    gong[2][6].x=2;gong[2][6].y=6;
    gong[4][6].x=4;gong[4][6].y=6;
    gong[5][6].x=5;gong[5][6].y=6;
    gong[8][6].x=8;gong[8][6].y=6;
    gong[8][7].x=8;gong[8][7].y=7;
    gong[8][8].status=2;


    addquene(quene1,gong[1][1]);    //添加入口
    gong[1][1].foot=1;
    addquene(quene2,gong[1][1]);
    quene2->head->next->before=NULL;
    while(quene1->head!=quene1->wei){       //循环

        //添加探索方向
        int t1=quene1->head->next->x;
        int t2=quene1->head->next->y;
        printf("目前走到的位置的坐标为 %d,%d\n",t1,t2);

        if(t1==8&&t2==8)
        {
            printf("走出迷宫\n");
            break;
        }

        if(gong[t1][t2+1].status!=0&&gong[t1][t2+1].foot==0)    //添加右侧方向
        {
            addquene(quene1,gong[t1][t2+1]);
            gong[t1][t2+1].foot=1;
            addquene2(quene2,gong[t1][t2],gong[t1][t2+1]);    //添加到走出迷宫的路径队列中
        }
        if(gong[t1+1][t2].status!=0&&gong[t1+1][t2].foot==0) {  //添加下方方向
            addquene(quene1, gong[t1 + 1][t2]);
            gong[t1 + 1][t2].foot=1;
            addquene2(quene2,gong[t1][t2],gong[t1+1][t2]);
        }
        if(gong[t1][t2-1].status!=0&&gong[t1][t2-1].foot==0)    //添加左侧方向
        {
            addquene(quene1,gong[t1][t2-1]);
            gong[t1][t2-1].foot=1;
            addquene2(quene2,gong[t1][t2],gong[t1][t2-1]);
        }
        if(gong[t1-1][t2].status!=0&&gong[t1-1][t2].foot==0)    //添加上方方向
        {
            addquene(quene1,gong[t1-1][t2]);
            gong[t1-1][t2].foot=1;
            addquene2(quene2,gong[t1][t2],gong[t1-1][t2]);
        }

        delete(quene1);
    }
    printf("实际走出迷宫的路线为:\n");
    pri2(quene2);

}

void main(){
    quene *quene1=create();
    printf("空队列创建完成\n");
    crgong(quene1);
}
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迷宫走法是水波法,走到哪里就把4个方向都添加到队列中,当然添加之前要判断是否走过了,是否为石头(status=0)。

现在打印实际走的路线

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