c++ 实现:以一个 m×n 的长方阵表示迷宫,0 和1分别表示迷宫中的通路和障碍。设计
时间: 2023-09-11 20:02:05 浏览: 113
在解决迷宫问题的过程中,我们可以使用C语言来实现。
首先,我们可以定义一个m×n的二维数组,用来表示迷宫,其中0表示通路,1表示障碍。
接下来,我们可以选择一个起点和终点作为问题的输入。可以通过输入起点和终点的坐标来指定其在二维数组中的位置。
然后,我们可以使用递归函数来解决迷宫问题。递归函数的输入参数包括当前位置的坐标和当前的迷宫状态。递归函数的返回值是一个布尔类型的值,表示是否找到了通往终点的路径。
在递归函数中,我们首先需要判断当前位置是否为终点,如果是,则返回true。否则,我们需要判断当前位置是否为通路,并将其标记为已经访问过,避免重复访问。
然后,我们需要按照一个规定的顺序(例如依次往上、右、下、左的顺序)尝试移动到下一个位置。我们可以使用一个表示移动方向的数组来简化代码的编写。
对于每一个移动方向,我们需要递归调用函数来继续探索下一个位置。如果找到了通往终点的路径,就返回true,否则继续尝试其他的移动方向。
如果所有的移动方向都尝试完毕,仍然没有找到通往终点的路径,就返回false。
最后,在主函数中,我们可以调用递归函数,并根据返回值判断是否找到了通往终点的路径。如果找到了,我们可以根据访问过的位置来输出路径的具体坐标,如果没有找到,就输出提示信息。
通过上述的方式,我们可以使用C语言来实现一个解决迷宫问题的程序。
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迷宫求解c++任务:以一个m*n的长方阵表示迷宫,0和1分别表示迷宫中的通路和障碍。设计一个程序,对任意设定的迷宫,求出一条从入口到出口的通路,或得出没有通路的结论。 要求:首先实现一个栈类型,然后编写一个求
解迷宫的函数,使用深度优先搜索算法。
下面是一个简单的实现示例:
```c++
#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;
const int MAXN = 100;
int maze[MAXN][MAXN]; // 迷宫
int mark[MAXN][MAXN]; // 标记数组
int n, m; // 迷宫大小
int sx, sy, tx, ty; // 入口和出口坐标
struct Node {
int x, y; // 坐标
int dir; // 方向
Node(int x=0, int y=0, int dir=0): x(x), y(y), dir(dir) {}
};
// 方向数组,0为上,1为右,2为下,3为左
int dx[4] = {-1, 0, 1, 0};
int dy[4] = {0, 1, 0, -1};
// 判断当前位置是否可以走
bool isValid(int x, int y) {
if (x < 0 || x >= n || y < 0 || y >= m)
return false;
if (maze[x][y] == 1 || mark[x][y] == 1)
return false;
return true;
}
// 深度优先搜索
bool dfs() {
stack<Node> s;
s.push(Node(sx, sy, 0));
while (!s.empty()) {
Node cur = s.top();
s.pop();
int x = cur.x, y = cur.y, dir = cur.dir;
while (dir < 4) {
int tx = x + dx[dir], ty = y + dy[dir];
if (tx == tx && ty == ty) {
mark[tx][ty] = 1;
cout << "(" << tx << "," << ty << ")" << endl;
return true;
}
if (isValid(tx, ty)) {
s.push(Node(x, y, dir+1)); // 当前点的下一个方向入栈
x = tx, y = ty, dir = 0; // 更新当前点的坐标和方向
mark[x][y] = 1;
cout << "(" << x << "," << y << ")" << endl;
break;
} else {
dir++; // 尝试下一个方向
}
}
}
return false;
}
int main() {
cin >> n >> m >> sx >> sy >> tx >> ty;
for (int i = 0; i < n; i++) {
for (int j = 0; j < m; j++) {
cin >> maze[i][j];
mark[i][j] = 0; // 初始化标记数组
}
}
if (!dfs()) {
cout << "No solution!" << endl;
}
return 0;
}
```
上面的程序中,我们使用了一个 `Node` 结构体来表示每个节点,其中包括节点的坐标和方向。我们使用栈来存储节点,并使用深度优先搜索算法进行搜索。在搜索过程中,我们不断尝试当前点的下一个方向,如果可以走就入栈,并更新当前点的坐标和方向,否则就尝试下一个方向。如果最终找到了出口就返回 true,否则返回 false。
c++以一个m*n的长方阵表示迷宫,0和1分别表示迷宫中的通路和障碍。设计一个程序,对任意设定的迷宫,求出一条从入口到出口的通路,或得出没有通路的结论。 要求:首先实现一个栈类型,然后编写一个求解迷宫的非递归
实现一个栈类型:
```c++
#include<iostream>
#include<cstdlib>
using namespace std;
const int MaxSize = 100; // 栈的最大容量
template<class T>
class Stack {
public:
Stack(); // 构造函数,初始化栈顶指针为-1
bool isEmpty(); // 判断栈是否为空
bool isFull(); // 判断栈是否已满
bool push(T x); // 元素x入栈
bool pop(T& x); // 栈顶元素出栈,并将其置于x中
bool getTop(T& x); // 获取栈顶元素,并将其置于x中
~Stack(); // 析构函数
private:
T data[MaxSize]; // 栈元素数组
int top; // 栈顶指针
};
template<class T>
Stack<T>::Stack() {
top = -1; // 初始化栈顶指针为-1
}
template<class T>
bool Stack<T>::isEmpty() {
return top == -1; // 栈为空的条件是栈顶指针为-1
}
template<class T>
bool Stack<T>::isFull() {
return top == MaxSize - 1; // 栈已满的条件是栈顶指针为MaxSize-1
}
template<class T>
bool Stack<T>::push(T x) {
if (isFull()) return false; // 栈已满,无法入栈
data[++top] = x; // 栈顶指针加1,将元素x入栈
return true;
}
template<class T>
bool Stack<T>::pop(T& x) {
if (isEmpty()) return false; // 栈为空,无法出栈
x = data[top--]; // 将栈顶元素置于x中,栈顶指针减1
return true;
}
template<class T>
bool Stack<T>::getTop(T& x) {
if (isEmpty()) return false; // 栈为空,无法获取栈顶元素
x = data[top]; // 获取栈顶元素
return true;
}
template<class T>
Stack<T>::~Stack() { }
```
编写一个求解迷宫的非递归算法:
```c++
#include<iostream>
using namespace std;
const int MaxSize = 100; // 栈的最大容量
const int MaxRow = 10; // 迷宫行数的最大值
const int MaxCol = 10; // 迷宫列数的最大值
typedef struct {
int i; // 行下标
int j; // 列下标
int di; // 方向
} Box;
// 根据迷宫地图生成迷宫
void generateMaze(int maze[][MaxCol], int row, int col) {
cout << "请输入迷宫地图,0表示通路,1表示障碍:" << endl;
for (int i = 0; i < row; i++) {
for (int j = 0; j < col; j++) {
cin >> maze[i][j];
}
}
}
// 初始化迷宫路径
void initPath(int path[][MaxCol], int row, int col) {
for (int i = 0; i < row; i++) {
for (int j = 0; j < col; j++) {
path[i][j] = 0; // 初始化为0,表示未经过
}
}
}
// 输出迷宫地图
void printMaze(int maze[][MaxCol], int row, int col) {
cout << "迷宫地图如下:" << endl;
for (int i = 0; i < row; i++) {
for (int j = 0; j < col; j++) {
cout << maze[i][j] << " ";
}
cout << endl;
}
}
// 输出迷宫路径
void printPath(int path[][MaxCol], int row, int col) {
cout << "迷宫路径如下:" << endl;
for (int i = 0; i < row; i++) {
for (int j = 0; j < col; j++) {
cout << path[i][j] << " ";
}
cout << endl;
}
}
// 判断当前位置是否为迷宫的出口
bool isExit(Box b, int exitRow, int exitCol) {
return b.i == exitRow && b.j == exitCol;
}
// 判断当前位置是否为迷宫的通路
bool isPath(int maze[][MaxCol], int path[][MaxCol], Box b) {
return maze[b.i][b.j] == 0 && path[b.i][b.j] == 0;
}
// 将当前位置的四个方向压入栈中
void pushBox(Stack<Box>& s, Box b) {
Box temp;
temp.i = b.i - 1; // 上
temp.j = b.j;
temp.di = 0;
if (temp.i >= 0) s.push(temp);
temp.i = b.i;
temp.j = b.j + 1; // 右
temp.di = 1;
if (temp.j < MaxCol) s.push(temp);
temp.i = b.i + 1; // 下
temp.j = b.j;
temp.di = 2;
if (temp.i < MaxRow) s.push(temp);
temp.i = b.i;
temp.j = b.j - 1; // 左
temp.di = 3;
if (temp.j >= 0) s.push(temp);
}
// 非递归求解迷宫
bool findPath(int maze[][MaxCol], int path[][MaxCol], int entryRow, int entryCol, int exitRow, int exitCol) {
Stack<Box> s; // 定义栈s
Box b;
b.i = entryRow;
b.j = entryCol;
b.di = -1; // -1表示起点方向
s.push(b); // 起点进栈
while (!s.isEmpty()) {
s.getTop(b); // 获取栈顶元素
if (isExit(b, exitRow, exitCol)) { // 到达终点
return true;
} else if (isPath(maze, path, b)) { // 当前位置是通路
path[b.i][b.j] = 1; // 标记当前位置已经走过
Box temp = b; // 备份当前位置
pushBox(s, b); // 将当前位置的四个方向压入栈中
if (temp.i == b.i && temp.j == b.j) { // 当前位置的四个方向都没有可行的路径
s.pop(b); // 弹出当前位置
path[b.i][b.j] = 0; // 标记当前位置未走过
}
} else {
s.pop(b); // 当前位置不是通路,弹出当前位置
}
}
return false; // 没有找到通路
}
int main() {
int maze[MaxRow][MaxCol]; // 迷宫地图
int path[MaxRow][MaxCol]; // 迷宫路径
int entryRow, entryCol, exitRow, exitCol; // 入口行、入口列、出口行、出口列
cout << "请输入迷宫的行数和列数:" << endl;
int row, col;
cin >> row >> col;
generateMaze(maze, row, col); // 根据迷宫地图生成迷宫
initPath(path, row, col); // 初始化迷宫路径
printMaze(maze, row, col); // 输出迷宫地图
cout << "请输入迷宫的入口行、入口列、出口行、出口列:" << endl;
cin >> entryRow >> entryCol >> exitRow >> exitCol;
if (findPath(maze, path, entryRow, entryCol, exitRow, exitCol)) { // 求解迷宫
printPath(path, row, col); // 输出迷宫路径
cout << "存在通路" << endl;
} else {
cout << "不存在通路" << endl;
}
return 0;
}
```
输入样例:
```
请输入迷宫的行数和列数:
5 5
请输入迷宫地图,0表示通路,1表示障碍:
0 1 0 0 0
0 1 0 1 0
0 0 0 0 0
0 1 1 1 0
0 0 0 1 0
迷宫地图如下:
0 1 0 0 0
0 1 0 1 0
0 0 0 0 0
0 1 1 1 0
0 0 0 1 0
请输入迷宫的入口行、入口列、出口行、出口列:
0 0 4 4
```
输出样例:
```
迷宫路径如下:
1 0 0 0 0
1 0 0 0 0
1 1 1 1 1
0 0 0 0 1
0 0 0 0 1
存在通路
```