相信大家都应该听过栈吧,一直想利用栈来实现一个算法,最近有点空,就利用栈的先进后出的特性来完成迷宫求的问题,下面将详细介绍栈的实现和迷宫求解的过程,可以很好的学习栈的使用。
栈有两种实现方法,一种是顺序,即数组形式,一种是线性,即链表形式,个人还是比较喜欢链表形式实现栈的基本功能。
首先弄一个简单的迷宫,如图:
我们很容易看出这个迷宫解的路径,那怎么让计算机帮我们求解出来呢。
首先我们要对迷宫数据化,很容易想到二维数组来表示,0表示通路,1表示障碍,即表示为:
int map[4][4]={
{0,1,1,0},
{0,0,0,0},
{0,0,1,1},
{1,0,0,0}
};
我们的思路是,从入口出发,顺着探索方向向前探索,如能走通,则继续往前走;否则,沿原路退回,换一个方向进行探索,直至试探出口为止。看到这个思路,发现使用栈是多么的合适。下面我们就来实现迷宫解答。
一.栈的实现
我们首先要会实现栈的出栈入栈等基本栈的构建
定义栈的结构:
struct node
{
int x;//行
int y;//列 对应map[x][y]
int direction;//1代表向右,2代表向下,3代表向左,4代表向上,存放探索方向,下一次探索的方向
node *next;
int above;//上一块是哪个方向探索下来的,防止左右上下死循环
node()
{
next=NULL;
}
};
定义栈的头指针:node *head=NULL;
数据入栈函数:
//进栈---插入到head之后
void Push(node * &head,int x,int y,int direction,int above)
{
node * temp=new node;
temp->x=x;temp->y=y;temp->direction=direction;
temp->above=above;
if(head==NULL)
head=temp;
else
{
temp->next=head;
head=temp;
}
}
数据出栈实现:
//出栈--取head后
void Pop(node * &head)
{
node * ok;
if(head!=NULL)
{
ok=head;
head=head->next;
delete ok;
}
}
上面就实现了栈的基本功能。下面我们就可以开始对迷宫进行求解了。求实,理解了原理,代码编写就不是难事了。
迷宫求解步骤如下:
首先把入口进栈:Push(head,0,0,1,0);//入口进栈
具体探索代码:
//探索路径
while(true)
{
if(Getpop(head).x==3&&Getpop(head).y==3)//找到出口,停止循环
break;
//对下一块进行探测
bool sea=true;
node temp;
//每一步路径探索
while(sea)
{
temp=Getpop(head);
//temp.above!=4条件防止左右或上下循环走
//temp.direction为前进方向
switch (temp.direction)
{
case 1:
//探索成功,即向右可以,且上一步来的方向不是左,防止左右死循环,探索成功,方向加一,便于下次回溯换一个方向探索
if((temp.y+1)<BLOCKNUM&&map[temp.x][temp.y+1]==0&&temp.above!=3)
{
Change(head,temp.direction+1);
Push(head,temp.x,temp.y+1,1,1);//探索成功进栈
sea=false; //停止循环
}
else
{
Change(head,temp.direction+1); //向右探索失败,探索方向加一,继续探索
}
break;
case 2:
if((temp.x+1)<BLOCKNUM&&map[temp.x+1][temp.y]==0&&temp.above!=4)
{
Change(head,temp.direction+1);
Push(head,temp.x+1,temp.y,1,2);
sea=false;
}
else
{
Change(head,temp.direction+1);
}
break;
case 3:
if((temp.y-1)>=0&&map[temp.x][temp.y-1]==0&&temp.above!=1)
{
Change(head,temp.direction+1);
Push(head,temp.x,temp.y-1,1,3);
sea=false;
}
else
{
Change(head,temp.direction+1);
}
break;
case 4:
if((temp.x-1)>=0&&map[temp.x-1][temp.y]==0&&temp.above!=2)
{
Change(head,temp.direction+1);
Push(head,temp.x-1,temp.y,1,4);
sea=false;
}
else
{
Pop(head);
sea=false;
}
break;
default://即当temp.direction==5,此方块已经把所有方向都探索完了,把他出栈
Pop(head);
sea=false;
break;
}
}
}
通过上面两个while循环即可实现了迷宫求解。
主要要注意避免探索过程中出现左右或上下来回探索,实现了死循环
附加上代码下载地址:
完整代码下载地址:https://github.com/longpo/algorithm/tree/master/maze
相关推荐
### 使用栈实现迷宫路径求解 #### 一、引言 在计算机科学与技术领域,数据结构的应用极为广泛,其中栈作为一种特殊的线性表,只允许在一端进行插入和删除操作,通常被称为“先进后出”(First In Last Out, FILO)...
### 迷宫求解算法详解 #### 一、引言 迷宫求解问题是一个经典的计算机科学问题,它不仅能够帮助我们理解基本的数据结构和算法原理,还具有一定的实际应用价值,例如在游戏开发、机器人路径规划等领域都有广泛的...
《迷宫求解:数据结构与MFC应用详解》 在计算机科学中,迷宫求解是一个经典的问题,它涉及到图论、数据结构和算法等多个领域。本篇将重点探讨如何利用数据结构和Microsoft Foundation Classes (MFC)来解决此类问题...
《C++实现迷宫求解程序详解》 在编程领域,迷宫问题是一个经典而有趣的算法挑战,它涉及到了路径搜索、回溯等算法。本文将深入探讨如何使用C++来实现一个迷宫求解程序,同时也会介绍相关的核心概念和技术。 首先,...
《数据结构课程设计--迷宫求解MFC版》是一个基于C++的项目,使用了Microsoft Foundation Classes (MFC)库进行开发。这个项目旨在帮助学习者深入理解数据结构及其在实际问题解决中的应用,特别是在游戏和算法设计领域...
回溯法作为一种解决此类问题的有效方法,在迷宫求解过程中发挥着重要作用。本文将根据给定的程序框图来详细解析回溯法在迷宫问题求解中的应用。 #### 二、程序框图概述 给定的程序框图主要展示了如何通过回溯法解决...
《C/C++经典算法详解》 C/C++作为两种强大的编程语言,其在算法实现上具有广泛的应用。本文将深入探讨一系列经典的算法,包括数据结构、排序、搜索、游戏策略等多个方面,帮助开发者提升编程技能。 一、基础算法 1...
《迷宫C++实现详解》 在计算机科学中,迷宫问题是一个经典的图论与算法问题,它涉及到了路径寻找、深度优先搜索(DFS)、广度优先搜索(BFS)等算法。本项目以C++语言实现了迷宫的求解算法,通过VC++开发环境进行...
**迷宫生成算法详解** 在计算机科学领域,迷宫生成是一种常见的问题,广泛应用于游戏开发、路径规划等场景。本文将深入探讨一个基于MFC(Microsoft Foundation Classes)库实现的迷宫生成算法,该程序能够生成一个...
《迷宫最短路径A*算法的C++实现详解》 在计算机科学中,寻找迷宫中的最短路径是一项常见的任务,A*算法是解决此类问题的高效算法...通过理解算法原理并熟练运用C++编程技巧,我们可以构建出优雅且实用的迷宫求解程序。
《Visual C++ 实现迷宫算法详解》 在编程领域,迷宫问题是一个经典而有趣的算法挑战,它涉及路径寻找、图论以及搜索算法等多个方面。本篇文章将深入探讨如何利用Visual C++这一强大的开发环境来实现迷宫的基本功能...
- 分析栈和队列在表达式求值、括号匹配、数制转换、迷宫求解等应用场景中的具体实现细节,提高利用栈和队列解决实际问题的能力。 #### 四、栈的定义与实现 **3.1.1 栈的定义** 栈是一种特殊的线性表,它只允许在...
本项目"MFCmaze"是一个使用C++编程语言,并基于MFC库实现的迷宫问题求解程序。本文将深入探讨该程序的核心概念、设计思想以及实现技术。 **1. MFC基础** MFC库是基于面向对象编程的,它封装了Windows API,提供...
《NOIP2017普及组C++试题详解》 全国青少年信息学奥林匹克联赛(NOIP)是一项旨在激发中学生对计算机科学兴趣、提升编程能力的竞赛。2017年的普及组比赛,主要面向初学者,侧重于基础的算法和编程实践。此资料为...
5.5.6 迷宫老鼠 180 5.6 参考及推荐读物 188 第6章 队列 189 6.1 抽象数据类型 189 6.2 公式化描述 190 6.3 链表描述 194 6.4 应用 197 6.4.1 火车车厢重排 197 6.4.2 电路布线 201 6.4.3 识别图元 204 6.4.4 工厂...
在压缩包中提供的范例,很可能包括了各种场景的应用,比如在迷宫求解、游戏路径规划、网络路由等领域。每个范例都可能有不同的启发式函数设计,以及不同的数据结构实现。通过运行这些范例,你可以深入理解A*算法的...
《VC++实现迷宫问题详解》 在编程领域,迷宫问题是一个经典的算法问题,它涉及到路径搜索、图论和数据结构等多个方面的知识。本文将深入探讨如何使用Visual C++(.vcpr)来解决这一问题,同时介绍地图编辑功能的...
《小程序“救救我的爱人”:C++实现的迷宫求解算法详解》 在编程领域,迷宫问题是一个经典而有趣的挑战。本篇将详细探讨一个名为“救救我的爱人”的小程序,它以C++语言实现,模拟了一个迷宫寻路的过程。这个程序的...