数据结构实验+迷宫问题

以下是关于数据结构实验中的迷宫问题的介绍：

迷宫问题是一个经典的算法问题，其主要目标是在一个迷宫中找到从起点到终点的最短路径。在数据结构实验中，我们可以使用栈来实现这个问题。

具体步骤如下：

1. 首先，我们需要生成一个迷宫。可以使用递归回溯算法来生成迷宫，该算法可以在迷宫中随机选择一个起点，然后随机选择一个未访问的相邻点作为下一个起点，直到所有的点都被访问过。

2. 接下来，我们需要使用栈来实现寻路操作。我们可以将起点压入栈中，然后不断地从栈中弹出一个点，并将其未访问的相邻点压入栈中，直到找到终点或者栈为空。

3. 如果找到了终点，我们就可以通过回溯来找到从起点到终点的路径。具体来说，我们可以在栈中记录每个点的前驱节点，然后从终点开始回溯，直到回溯到起点为止。

下面是一个简单的C语言实现迷宫问题的例子，供参考：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define ROW 10
#define COL 10

int maze[ROW][COL];
int visited[ROW][COL];
int path[ROW * COL][2];
int top = -1;

void generate_maze(int row, int col);
void print_maze(int row, int col);
void push(int x, int y);
void pop(int *x, int *y);
int is_empty();
int is_valid(int x, int y);
void find_path(int sx, int sy, int ex, int ey);

int main()
{
    int sx = 0, sy = 0, ex = ROW - 1, ey = COL - 1;
    generate_maze(ROW, COL);
    print_maze(ROW, COL);
    find_path(sx, sy, ex, ey);
    return 0;
}

void generate_maze(int row, int col)
{
    int i, j;
    srand(time(NULL));
    for (i = 0; i < row; i++) {
        for (j = 0; j < col; j++) {
            maze[i][j] = 1;
            visited[i][j] = 0;
        }
    }
    int x = rand() % row;
    int y = rand() % col;
    push(x, y);
    visited[x][y] = 1;
    while (!is_empty()) {
        pop(&x, &y);
        int dir[4][2] = {{-1, 0}, {1, 0}, {0, -1}, {0, 1}};
        int order[4] = {0, 1, 2, 3};
        for (i = 0; i < 4; i++) {
            int j = rand() % 4;
            int tmp = order[i];
            order[i] = order[j];
            order[j] = tmp;
        }
        for (i = 0; i < 4; i++) {
            int nx = x + dir[order[i]][0];
            int ny = y + dir[order[i]][1];
            if (is_valid(nx, ny) && !visited[nx][ny]) {
                maze[(x + nx) / 2][(y + ny) / 2] = 0;
                push(nx, ny);
                visited[nx][ny] = 1;
            }
        }
    }
    maze[0][0] = 0;
    maze[row - 1][col - 1] = 0;
}

void print_maze(int row, int col)
{
    int i, j;
    for (i = 0; i < row; i++) {
        for (j = 0; j < col; j++) {
            if (maze[i][j] == 0) {
                printf("  ");
            } else {
                printf("■");
            }
        }
        printf("\n");
    }
}

void push(int x, int y)
{
    top++;
    path[top][0] = x;
    path[top][1] = y;
}

void pop(int *x, int *y)
{
    *x = path[top][0];
    *y = path[top][1];
    top--;
}

int is_empty()
{
    return top == -1;
}

int is_valid(int x, int y)
{
    return x >= 0 && x < ROW && y >= 0 && y < COL;
}

void find_path(int sx, int sy, int ex, int ey)
{
    int i, j;
    int dir[4][2] = {{-1, 0}, {1, 0}, {0, -1}, {0, 1}};
    push(sx, sy);
    visited[sx][sy] = 1;
    while (!is_empty()) {
        int x, y;
        pop(&x, &y);
        if (x == ex && y == ey) {
            break;
        }
        for (i = 0; i < 4; i++) {
            int nx = x + dir[i][0];
            int ny = y + dir[i][1];
            if (is_valid(nx, ny) && !visited[nx][ny] && maze[nx][ny] == 0) {
                push(nx, ny);
                visited[nx][ny] = 1;
            }
        }
    }
    if (visited[ex][ey]) {
        int k = 0;
        int x = ex, y = ey;
        while (x != sx || y != sy) {
            path[k][0] = x;
            path[k][1] = y;
            k++;
            int px = x, py = y;
            for (i = 0; i < 4; i++) {
                int nx = x + dir[i][0];
                int ny = y + dir[i][1];
                if (is_valid(nx, ny) && visited[nx][ny] && maze[(x + nx) / 2][(y + ny) / 2] == 0) {
                    x = nx;
                    y = ny;
                    visited[x][y] = 0;
                    break;
                }
            }
            if (px == x && py == y) {
                k--;
                x = path[k][0];
                y = path[k][1];
            }
        }
        printf("The shortest path is:\n");
        for (i = k - 1; i >= 0; i--) {
            printf("(%d,d) ", path[i][0], path[i][1]);
        }
        printf("\n");
    } else {
        printf("No path found!\n");
    }
}