实验报告——迷宫问题.doc

实验报告——迷宫问题 本实验旨在探讨栈在解决实际问题中的应用，特别是如何利用栈来解决迷宫问题。迷宫问题是一个经典的计算机算法问题，它涉及到在一个由通路（用'0'表示）和障碍（用'1'表示）构成的m×n网格中寻找从起点到终点的路径。 在迷宫问题中，我们需要设计一个程序，能够处理任意给定的迷宫，并找到一条从入口到出口的通路，或者得出无解的结论。为了实现这个目标，我们首先需要创建一个栈数据结构，它可以是顺序表或链表的形式。栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，非常适合用于回溯操作，如迷宫问题中的路径探索。 在这个实验中，我们定义了一个名为`PosType`的结构体，用于存储迷宫中的位置坐标（x和y）。迷宫本身由二维数组`MazeType`表示，其中每个元素表示相应位置的状态（通路或障碍）。此外，我们还定义了一个名为`SElemType`的结构体，它包含通道块在路径上的序号、当前位置坐标以及前往下一个位置的方向（0-3分别代表东、南、西、北）。 程序实现时，我们首先定义了一个顺序栈`SqStack`，它包含一个基础指针`base`、一个栈顶指针`top`以及栈的大小`stacksize`。初始化栈（`InitStack`）时，会动态分配内存，并将栈顶指针设置为基础指针。判断栈是否为空（`StackEmpty`）是通过比较栈顶和栈底指针是否相等来完成的。 栈的操作还包括插入元素（`Push`），当栈满时，需要扩展栈的容量。扩展时，我们会重新分配内存并更新栈顶指针和栈的大小。插入元素时，将新的元素推入栈顶，并更新栈顶指针。 迷宫问题的求解策略通常采用深度优先搜索（DFS）配合栈进行。从起点开始，尝试沿着某个方向前进，如果遇到障碍，则回溯到上一步，尝试其他方向。这个过程持续进行，直到找到出口或遍历所有可能的路径但未找到出口。每到达一个新的位置，将其信息压入栈中，以便于回溯。当栈为空且未找到出口时，表明没有通路。 在给定的测试数据中，迷宫的入口位于（1，1），出口位于（3，4）。程序应该能够输出从入口到出口的一条具体路径，如（1，1，1），（1，2，2），（2，2，2），...，其中每个三元组表示当前坐标（i，j）和前进方向d。 通过这个实验，学生可以深入理解栈的特性和实际应用，同时加深对栈结构的理解，增强解决问题的能力。这个迷宫问题的解决方案不仅适用于迷宫，还可以推广到其他需要回溯的搜索问题，例如八皇后问题、图的深度优先搜索等。