数据结构课程设计--迷宫问题

#include<iostream> using namespace std; class T //定义描述迷宫中当前位置的结构类型 { public: int x; //x代表当前位置的行坐标 int y; //y代表当前位置的列坐标 int dir; //0:无效,1:东,2:南,3:西,4:北 }; class LinkNode //链表结点 { friend class Stack; public: T data; LinkNode *next; }; class Stack { private: LinkNode *top; //指向第一个结点的栈顶指针 public: Stack(); //构造函数，置空栈 ~Stack(); //析构函数 void Push(T e); //把元素data压入栈中 T Pop(); //使栈顶元素出栈 T GetPop(); //取出栈顶元素 void Clear(); //把栈清空 bool empty(); //判断栈是否为空，如果为空则返回1，否则返回0 }; Stack::Stack() //构造函数，置空栈 { top=NULL; } Stack::~Stack() //析构函数 { } void Stack::Push(T e) //把元素x压入栈中 { LinkNode *P; P=new LinkNode; P->data=e; P->next=top; top=P; } T Stack::Pop() //使栈顶元素出栈 { T Temp; LinkNode *P; P=top; top=top->next; Temp=P->data; delete P; return Temp; } T Stack::GetPop() //取出栈顶元素 { return top->data; } void Stack::Clear() //把栈清空 { top=NULL; } bool Stack::empty() //判断栈是否为空，如果为空则返回1，否则返回0 { if(top==NULL) return 1; else return 0; } int move[4][2]={{0,1},{1,0},{0,-1},{-1,0}}; //定义当前位置移动的4个方向 bool Mazepath(int **maze,int m,int n); //寻找迷宫maze中从（0，0）到（m,n）的路径 //到则返回true,否则返回false void PrintPath(Stack p); //输出迷宫的路径 void Restore(int **maze,int m,int n); //恢复迷宫 int** GetMaze(int &m,int &n); //获取迷宫 //返回存取迷宫的二维指针 int main() { int m=0,n=0; //定义迷宫的长和宽 int **maze; //定义二维指针存取迷宫 maze=GetMaze(m,n); //调用GetMaze(int &m,int &n)函数，得到迷宫 if(Mazepath(maze,m,n)) //调用Mazepath(int **maze,int m,int n)函数获取路径 cout<<"迷宫路径探索成功!\n"; else cout<<"路径不存在!\n"; return 0; } int** GetMaze(int &m,int &n)//返回存取迷宫的二维指针 { int **maze; //定义二维指针存取迷宫 int i=0,j=0; cout<<"请输入迷宫的长和宽:"; int a,b;cin>>a>>b; //输入迷宫的长和宽 cout<<"请输入迷宫内容:\n"; m=a; n=b; //m,n分别代表迷宫的行数和列数 maze=new int *[m+2]; //申请长度等于行数加2的二级指针 for(i= 0;i<m+2;i++) //申请每个二维指针的空间 { maze[i]=new int[n+2]; } for(i=1;i<=m;i++) //输入迷宫的内容，1代表可通，0代表不通 for(j=1;j<=n;j++) cin>>maze[i][j]; for(i=0;i<m+2;i++) maze[i][0]=maze[i][n+1]=1; for(i=0;i<n+2;i++) maze[0][i]=maze[m+1][i]=1; return maze; //返回存贮迷宫的二维指针maze }; bool Mazepath(int **maze,int m,int n)//寻找迷宫maze中从（0，0）到（m,n）的路径 //到则返回true,否则返回false { Stack q,p; //定义栈p、q,分别存探索迷宫的过程和存储路径 T Temp1,Temp2; int x,y,loop; Temp1.x=1; Temp1.y=1; q.Push(Temp1); //将入口位置入栈 p.Push(Temp1); maze[1][1]=-1; //标志入口位置已到达过 while(!q.empty()) //栈q非空，则反复探索 { Temp2=q.GetPop(); //获取栈顶元素 if(!(p.GetPop().x==q.GetPop().x&&p.GetPop().y==q.GetPop().y)) p.Push(Temp2); //如果有新位置入栈，则把上一个探索的位置存入栈p for(loop=0;loop<4;loop++) //探索当前位置的4个相邻位置 { x=Temp2.x+move[loop][0]; //计算出新位置x位置值 y=Temp2.y+move[loop][1]; //计算出新位置y位置值 if(maze[x][y]==0) //判断新位置是否可达 { Temp1.x=x; Temp1.y=y; maze[x][y]=-1; //标志新位置已到达过 q.Push(Temp1); //新位置入栈 } if((x==(m))&&(y==(n))) //成功到达出口 { Temp1.x=m; Temp1.y=n; Temp1.dir=0; p.Push(Temp1); //把最后一个位置入栈 PrintPath(p); //输出路径 Restore(maze,m,n); //恢复路径 return 1; //表示成功找到路径 } } if(p.GetPop().x==q.GetPop().x&&p.GetPop().y==q.GetPop().y) //如果没有新位置入栈，则返回到上一个位置 { p.Pop(); q.Pop(); } } return 0; //表示查找失败，即迷宫无路经 } void PrintPath(Stack p) //输出路径 { cout<<"迷宫的路径为\n"; cout<<"括号内的内容分别表示为(行坐标,列坐标,数字化方向,方向)\n"; Stack t; //定义一个栈，按从入口到出口存取路径 int a,b; T data; LinkNode *temp; temp=new LinkNode; //申请空间 temp->data=p.Pop(); //取栈p的顶点元素，即第一个位置 t.Push(temp->data); //第一个位置入栈t delete temp; //释放空间 while(!p.empty()) //栈p非空，则反复转移 { temp=new LinkNode; temp->data=p.Pop(); //获取下一个位置 //得到行走方向 a=t.GetPop().x-temp->data.x; //行坐标方向 b=t.GetPop().y-temp->data.y; //列坐标方向 if(a==1) temp->data.dir=1; //方向向下，用1表示 else if(b==1) temp->data.dir=2; //方向向右，用2表示 else if(a==-1) temp->data.dir=3; //方向向上，用3表示 else if(b==-1) temp->data.dir=4; //方向向左，用4表示 t.Push(temp->data); //把新位置入栈 delete temp; } //输出路径，包括行坐标，列坐标，下一个位置方向 while(!t.empty()) //栈非空，继续输出 { data=t.Pop(); cout<<'('<<data.x<<','<<data.y<<','<<data.dir<<","; //输出行坐标，列坐标 switch(data.dir) //输出相应的方向 { case 1:cout<<"↓)\n";break; case 2:cout<<"→)\n";break; case 3:cout<<"↑)\n";break; case 4:cout<<"←)\n";break; case 0:cout<<")\n";break; } } } void Restore(int **maze,int m,int n) //恢复迷宫 { int i,j; for(i=0;i<m+2;i++) //遍历指针 for(j=0;j<n+2;j++) { if(maze[i][j]==-1) //恢复探索过位置，即把-1恢复为0 maze[i][j]=0; } }