數據結構-棧的實現之迷宮解密

迷宮求解核心思想：從入口出發，順一個方向向前探索，走得通就繼續向前走；否則沿原路退回並換一個方向繼續探索，直到所有的路都走完為止。

還是用棧的先進后出的結構保存一路的路線。代碼用到了之前寫的棧的順序實現數組格式那個結構。

並且修改和增加了些與迷宮有關的結構體，如下：

#define MAZESIZE 10        //測試迷宮大小為10*10大小

//坐標結構
typedef struct
{
    int r;    //橫坐標
    int c;    //縱坐標
}PosType;

//棧基本存儲結構
typedef struct
{
    int ord;        //通道快在道路上的序號
    PosType seat;    //通道快所在的坐標位置
    int di;            //走向下一個通道快的方向
}SElemType;

//棧結構
typedef struct
{
    SElemType data[MAXSIZE];    //存儲數組
    int top;                    //棧頂
}Stack;

//迷宮結構
typedef struct
{
    char arr[MAZESIZE][MAZESIZE];
}MazeType;

迷宮解密核心代碼：

#include "Stack.h"

//判斷當前塊是否可通過
Status Pass( MazeType MyMaze,PosType CurPos) 
{
    if (MyMaze.arr[CurPos.r][CurPos.c] == ' ')
        return 1;     // 如果當前位置是可以通過，返回1
    else 
        return 0;  // 其它情況返回0
}

//下一個位置
PosType NextPos(PosType CurPos, int Dir) 
{
    PosType ReturnPos; 
    switch (Dir) 
    {
    case 1:
        ReturnPos.r = CurPos.r;
        ReturnPos.c = CurPos.c+1;
        break;
    case 2:
        ReturnPos.r = CurPos.r+1;
        ReturnPos.c = CurPos.c;
        break;
    case 3:
        ReturnPos.r = CurPos.r;
        ReturnPos.c = CurPos.c-1;
        break;
    case 4:
        ReturnPos.r = CurPos.r-1;
        ReturnPos.c = CurPos.c;
        break;
    }
    return ReturnPos;
}

//迷宮解密函數
Status MazePath(MazeType &maze, PosType start, PosType end)
{
    Stack S;        //路徑的存儲棧
    PosType curpos;    //當前位置坐標
    int curstep;    //探索步驟
    SElemType e;    //當前坐標塊
    
    InitStack(S);    //初始化棧
    curpos = start;  //初始當前位置為入口
    curstep = 1;
    do 
    {
        if (Pass(maze,curpos))    //當前位置可通過，即是未曾走到過的坐標
        {  
            maze.arr[curpos.r][curpos.c] = '*'; //留下足跡
            e.di = 1;
            e.ord = curstep;
            e.seat = curpos;
            Push(S,e);              //加入路徑
            if (curpos.r == end.r && curpos.c == end.c)   //到達終點（出口）
                return OK;       
            curpos = NextPos(curpos, 1);        // 下一位置是當前位置的東鄰
            curstep++;                          // 探索下一步
        }
        else    // 當前位置不能通過
        { 
            if (!StackEmpty(S)) 
            {
                Pop(S,e);
                while (e.di == 4 && !StackEmpty(S)) 
                {
                    maze.arr[e.seat.r][e.seat.c] = '!';
                    Pop(S,e);    // 留下不能通過的標記，並退回一步
                }
                if (e.di < 4)
                {
                    e.di++;
                    Push(S, e);  // 換下一個方向探索
                    curpos = NextPos(e.seat, e.di); // 當前位置設為新方向的相鄰塊
                }
            }
        } 
    } while (!StackEmpty(S) );
    return ERROR;
}

做了三個迷宮的測試：其中迷宮中#代表牆不通過空的位置就是通道。最后輸出的迷宮是解密之后的迷宮，通道里的！代表當前位置不通；*代表正確的路徑。

/*初始化迷宮*/
void InitMaze1(MazeType &maze)
{
    maze.arr[0][0]=maze.arr[0][1]=maze.arr[0][2]=maze.arr[0][3]=maze.arr[0][4]=maze.arr[0][5]=maze.arr[0][6]=maze.arr[0][7]=maze.arr[0][8]=maze.arr[0][9]= '#';
    maze.arr[1][0]=maze.arr[1][3]=maze.arr[1][7]=maze.arr[1][9]= '#';
    maze.arr[1][1]=maze.arr[1][2]=maze.arr[1][4]=maze.arr[1][5]=maze.arr[1][6]=maze.arr[1][8]= ' ';
    maze.arr[2][0]=maze.arr[2][3]=maze.arr[2][7]=maze.arr[2][9]= '#';
    maze.arr[2][1]=maze.arr[2][2]=maze.arr[2][4]=maze.arr[2][5]=maze.arr[2][6]=maze.arr[2][8]= ' ';
    maze.arr[3][0]=maze.arr[3][5]=maze.arr[3][6]=maze.arr[3][9]= '#';
    maze.arr[3][1]=maze.arr[3][2]=maze.arr[3][3]=maze.arr[3][4]=maze.arr[3][7]=maze.arr[3][8]= ' ';
    maze.arr[4][0]=maze.arr[4][2]=maze.arr[4][3]=maze.arr[4][4]=maze.arr[4][9]= '#';
    maze.arr[4][1]=maze.arr[4][5]=maze.arr[4][6]=maze.arr[4][7]=maze.arr[4][8]= ' ';
    maze.arr[5][0]=maze.arr[5][4]=maze.arr[5][9]= '#';
    maze.arr[5][1]=maze.arr[5][2]=maze.arr[5][3]=maze.arr[5][5]=maze.arr[5][6]=maze.arr[5][7]=maze.arr[5][8]= ' ';
    maze.arr[6][0]=maze.arr[6][2]=maze.arr[6][6]=maze.arr[6][9]= '#';
    maze.arr[6][1]=maze.arr[6][3]=maze.arr[6][4]=maze.arr[6][5]=maze.arr[6][7]=maze.arr[6][8]= ' ';
    maze.arr[7][0]=maze.arr[7][2]=maze.arr[7][3]=maze.arr[7][4]=maze.arr[7][6]=maze.arr[7][9]= '#';
    maze.arr[7][1]=maze.arr[7][5]=maze.arr[7][7]=maze.arr[7][8]= ' ';
    maze.arr[8][0]=maze.arr[8][1]=maze.arr[8][9]= '#';
    maze.arr[8][2]=maze.arr[8][3]=maze.arr[8][4]=maze.arr[8][5]=maze.arr[8][6]=maze.arr[8][7]=maze.arr[8][8]= ' ';
    maze.arr[9][0]=maze.arr[9][1]=maze.arr[9][2]=maze.arr[9][3]=maze.arr[9][4]=maze.arr[9][5]=maze.arr[9][6]=maze.arr[9][7]=maze.arr[9][8]=maze.arr[9][9]= '#';
}

void InitMaze2(MazeType &maze)
{
    maze.arr[0][0]=maze.arr[0][1]=maze.arr[0][2]=maze.arr[0][3]=maze.arr[0][4]=maze.arr[0][5]=maze.arr[0][6]=maze.arr[0][7]=maze.arr[0][8]=maze.arr[0][9]= '#';
    maze.arr[1][0]=maze.arr[1][2]=maze.arr[1][9]= '#';
    maze.arr[1][1]=maze.arr[1][3]=maze.arr[1][4]=maze.arr[1][5]=maze.arr[1][6]=maze.arr[1][7]=maze.arr[1][8]= ' ';
    maze.arr[2][0]=maze.arr[2][2]=maze.arr[2][6]=maze.arr[2][7]=maze.arr[2][8]=maze.arr[2][9]= '#';
    maze.arr[2][1]=maze.arr[2][3]=maze.arr[2][4]=maze.arr[2][5]= ' ';
    maze.arr[3][0]=maze.arr[3][2]=maze.arr[3][6]=maze.arr[3][9]= '#';
    maze.arr[3][1]=maze.arr[3][3]=maze.arr[3][4]=maze.arr[3][5]=maze.arr[3][7]=maze.arr[3][8]= ' ';
    maze.arr[4][0]=maze.arr[4][2]=maze.arr[4][3]=maze.arr[4][4]=maze.arr[4][6]=maze.arr[4][9]= '#';
    maze.arr[4][1]=maze.arr[4][5]=maze.arr[4][7]=maze.arr[4][8]= ' ';
    maze.arr[5][0]=maze.arr[5][4]=maze.arr[5][6]=maze.arr[5][9]= '#';
    maze.arr[5][1]=maze.arr[5][2]=maze.arr[5][3]=maze.arr[5][5]=maze.arr[5][7]=maze.arr[5][8]= ' ';
    maze.arr[6][0]=maze.arr[6][2]=maze.arr[6][4]=maze.arr[6][9]= '#';
    maze.arr[6][1]=maze.arr[6][3]=maze.arr[6][5]=maze.arr[6][6]=maze.arr[6][7]=maze.arr[6][8]= ' ';
    maze.arr[7][0]=maze.arr[7][2]=maze.arr[7][7]=maze.arr[7][8]=maze.arr[7][9]= '#';
    maze.arr[7][1]=maze.arr[7][3]=maze.arr[7][4]=maze.arr[7][5]=maze.arr[7][6]= ' ';
    maze.arr[8][0]=maze.arr[8][2]=maze.arr[8][7]=maze.arr[8][9]= '#';
    maze.arr[8][1]=maze.arr[8][3]=maze.arr[8][4]=maze.arr[8][5]=maze.arr[8][6]=maze.arr[8][8]= ' ';
    maze.arr[9][0]=maze.arr[9][1]=maze.arr[9][2]=maze.arr[9][3]=maze.arr[9][4]=maze.arr[9][5]=maze.arr[9][6]=maze.arr[9][7]=maze.arr[9][8]=maze.arr[9][9]= '#';
}

void InitMaze3(MazeType &maze)
{
    maze.arr[0][0]=maze.arr[0][1]=maze.arr[0][2]=maze.arr[0][3]=maze.arr[0][4]=maze.arr[0][5]=maze.arr[0][6]=maze.arr[0][7]=maze.arr[0][8]=maze.arr[0][9]= '#';
    maze.arr[1][0]=maze.arr[1][2]=maze.arr[1][9]= '#';
    maze.arr[1][1]=maze.arr[1][3]=maze.arr[1][4]=maze.arr[1][5]=maze.arr[1][6]=maze.arr[1][7]=maze.arr[1][8]= ' ';
    maze.arr[2][0]=maze.arr[2][2]=maze.arr[2][6]=maze.arr[2][7]=maze.arr[2][8]=maze.arr[2][9]= '#';
    maze.arr[2][1]=maze.arr[2][3]=maze.arr[2][4]=maze.arr[2][5]= ' ';
    maze.arr[3][0]=maze.arr[3][2]=maze.arr[3][6]=maze.arr[3][9]= '#';
    maze.arr[3][1]=maze.arr[3][3]=maze.arr[3][4]=maze.arr[3][5]=maze.arr[3][7]=maze.arr[3][8]= ' ';
    maze.arr[4][0]=maze.arr[4][2]=maze.arr[4][3]=maze.arr[4][4]=maze.arr[4][6]=maze.arr[4][9]= '#';
    maze.arr[4][1]=maze.arr[4][5]=maze.arr[4][7]=maze.arr[4][8]= ' ';
    maze.arr[5][0]=maze.arr[5][4]=maze.arr[5][6]=maze.arr[5][9]= '#';
    maze.arr[5][1]=maze.arr[5][2]=maze.arr[5][3]=maze.arr[5][5]=maze.arr[5][7]=maze.arr[5][8]= ' ';
    maze.arr[6][0]=maze.arr[6][2]=maze.arr[6][4]=maze.arr[6][9]= '#';
    maze.arr[6][1]=maze.arr[6][3]=maze.arr[6][5]=maze.arr[6][6]=maze.arr[6][7]=maze.arr[6][8]= ' ';
    maze.arr[7][0]=maze.arr[7][2]=maze.arr[7][7]=maze.arr[7][9]= '#';
    maze.arr[7][1]=maze.arr[7][3]=maze.arr[7][4]=maze.arr[7][5]=maze.arr[7][6]=maze.arr[7][8]= ' ';
    maze.arr[8][0]=maze.arr[8][2]=maze.arr[8][7]=maze.arr[8][9]= '#';
    maze.arr[8][1]=maze.arr[8][3]=maze.arr[8][4]=maze.arr[8][5]=maze.arr[8][6]=maze.arr[8][8]= ' ';
    maze.arr[9][0]=maze.arr[9][1]=maze.arr[9][2]=maze.arr[9][3]=maze.arr[9][4]=maze.arr[9][5]=maze.arr[9][6]=maze.arr[9][7]=maze.arr[9][8]=maze.arr[9][9]= '#';
}

void main()
{
    MazeType maze;
    InitMaze1(maze);
    MazeType maze2;
    InitMaze2(maze2);
    MazeType maze3;
    InitMaze3(maze3);
    PosType s,e;
    s.c = s.r = 1;
    e.c = e.r = 8;
    if(MazePath(maze,s,e))
        printf("迷宮成功解密!\n");
    else
        printf("解密失敗\n");
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        for (int j = 0; j < 10; j++)
        {
            printf("%c ",maze.arr[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    if(MazePath(maze2,s,e))
        printf("迷宮成功解密!\n");
    else
        printf("解密失敗\n");
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        for (int j = 0; j < 10; j++)
        {
            printf("%c ",maze2.arr[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    if(MazePath(maze3,s,e))
        printf("迷宮成功解密!\n");
    else
        printf("解密失敗\n");
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        for (int j = 0; j < 10; j++)
        {
            printf("%c ",maze3.arr[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
}

參考《數據結構（C語言版）》嚴蔚敏著