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
时间: 2023-08-31 07:05:04 浏览: 124
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
```
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