简单不带环迷宫的实现（用栈实现）



一.用栈来实现简单的迷宫

1. 迷宫：

回溯法：对一个包括有很多个结点，每个结点有若干个搜索分支的问 题，把原问题分解为若干个子问题求解的算法；当搜索到某个结点发 现无法再继续搜索下去时，就让搜索过程回溯(回退)到该节点的前一 个结点，继续搜索该节点外的其他尚未搜索的分支；如果发现该结点 无法再搜索下去，就让搜索过程回溯到这个结点的前一结点继续这样 的搜索过程；这样的搜索过程一直进行到搜索到问题的解或者搜索完 了全部可搜索分支没有解存在为止。

2.迷宫实现的简单步骤

(1.) 首先要初始化迷宫
(2.) 检测合法的迷宫入口（要求入口必须在迷宫的边界且为一 ）
（3.）走迷宫（步骤是上.左.右.下）把每步走的路程赋值为2如果走的路行不通则标记为3
（4.）检测是否为迷宫出口（在边界且不和入口相等）
在实现代码时一定要注意前置头文件的声明

3.实现迷宫的代码

stack.h

#pragma once
#include <assert.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>


extern  struct Position;
typedef struct Position DataType;

typedef struct Stack
{
	DataType *arr;//指向动态空间的指针
	int capacity;//空间总容量
	int size;//有效元素个数
}Stack, *PStack;

// 栈的初始化 
void StackInit(PStack ps, int capacity);

// 入栈 
void StackPush(PStack ps, DataType data);

// 出栈 
void StackPop(PStack ps);

// 获取栈顶元素 
DataType StackTop(PStack ps);

// 获取栈中元素个数 
int StackSize(PStack ps);

// 检测栈是否为空 
int StackEmpty(PStack ps);

Maze.h

#pragma once
#define MAX_ROW 6
#define MAX_COL 6

typedef struct Position
{
	int _x;
	int _y;
}Position;

typedef struct Maze
{
	int _map[MAX_ROW][MAX_COL];

}Maze, *PMaze;

//1. 用栈对简单迷宫进行求解，迷宫只有一个出口
//采用循环方式实现
// 栈的初始化 


void InitMaze(PMaze pm, int map[][MAX_COL]);

// 检测入口是否为有效入口 
int IsValidEntry(PMaze pm, Position entry);

// 检测cur位置是否是通路 
int IsPass(PMaze pm, Position cur);

// 检测Cur是否在出口 
int IsExit(PMaze pm, Position cur, Position entry);

// 走迷宫 
void PassMaze(PMaze pm, Position entry, PStack ps);

// 打印迷宫 
void PrintMaze(PMaze m, int map[][MAX_COL]);

stack.c

#include "stack.h"
#include "Maze.h"

//初始化栈，有效元素清空，分配起始空间
void StackInit(PStack ps, int capacity)
{
	if (NULL == ps)
		return;

	ps->arr = (DataType *)malloc(sizeof(DataType)*capacity);

	if (NULL == ps->arr)
	{
		printf("申请空间失败!!!\n");
		return;
	}

	ps->capacity = capacity;//空间容量改变
	ps->size = 0;//有效元素清空

}

void AddCapacity(PStack ps)
{
	if (NULL == ps)
		return;

	ps->arr = (DataType *)realloc(ps->arr, sizeof(DataType)*(ps->capacity) * 2);//扩增位原空间大小二倍

	if (NULL == ps->arr)
	{
		printf("空间扩增失败!!!\n");
		return;
	}

	ps->capacity = 2 * (ps->capacity);

}


//打印栈
void PrintStack(PStack ps)
{
	int i = 0;
	if (NULL == ps)
		return;

	for (; i < ps->size; i++)
	{
		printf("%d ", ps->arr[i]);
	}
	printf("\n");
}


//入栈，就是对表进行尾插
void StackPush(PStack ps, DataType data)
{
	if (NULL == ps)
		return;

	if (ps->size == ps->capacity)//说明空间已满，要申请空间
		AddCapacity(ps);

	ps->arr[ps->size] = data;
	ps->size++;

}


//出栈
void StackPop(PStack ps)
{
	if (NULL == ps)
		return;

	if (ps->size == 0)
	{
		printf("栈已空，操作失败!!!\n");
		return;
	}

	ps->size--;
}

// 获取栈顶元素,栈顶就是表的尾部
DataType StackTop(PStack ps)
{
	if (NULL == ps)
	{
	  printf("栈不存在!!!\n");
	  return;
	}

	if (ps->size == 0)
	{
	  printf("栈已空!!!\n");
	  return;
	}

	return ps->arr[ps->size - 1];
}

// 获取栈中元素个数 
int StackSize(PStack ps)
{
	if (NULL == ps)
	{
		printf("栈不存在!!!\n");
		return 0;
	}

	return ps->size;
}

// 检测栈是否为空 
int StackEmpty(PStack ps)
{
	if (NULL == ps)
	{
		printf("栈不存在!!!\n");
		return 0;
	}

	if (ps->size)
		return 0;
	return 1;

}

Maze.c

#include "stack.h"
#include "Maze.h"

//打印迷宫
void PrintMaze(PMaze pm)
{
	int i = 0;
	assert(pm);

	for (; i < MAX_ROW; ++i)
	{
		int j = 0;
		for (; j < MAX_COL; ++j)
		{
			printf("%d ", pm->_map[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}

}


//迷宫初始化,就是将地图中的值赋给迷宫
void InitMaze(PMaze pm, int map[][MAX_COL])
{
	int i = 0;
	assert(pm);

	for (; i < MAX_ROW; ++i)
	{
		int j = 0;
		for (; j < MAX_COL; ++j)
		{
			pm->_map[i][j] = map[i][j];
		}
	}
}

//检测迷宫入口是否合法
int IsValidEntry(PMaze pm, Position entry)
{
	assert(pm);

	//必须位于迷宫边界且值为1
	if ((entry._x == 0 || entry._y == 0 || entry._x == MAX_ROW - 1
		|| entry._y == MAX_COL - 1) && (pm->_map[entry._x][entry._y] == 1))
		return 1;
	return 0;
}


// 检测cur位置是否是通路 
int IsPass(PMaze pm, Position cur)
{
	assert(pm);

	//值为1且不能越界
	if ((cur._x >= 0 && cur._x <= MAX_ROW - 1) &&
		(cur._y >= 0 && cur._y <= MAX_COL - 1) &&
		pm->_map[cur._x][cur._y] == 1)
		return 1;

	return 0;

}



// 检测Cur是否在出口 
int IsExit(PMaze pm, Position cur, Position entry)
{
	assert(pm);

	//出口位置就是处于边界值为1且不能是入口
	if ((cur._x == 0 || cur._y == 0 || cur._x == MAX_ROW - 1
		|| cur._y == MAX_COL - 1) && (pm->_map[cur._x][cur._y] == 1)
		&& ((cur._x != entry._x) || (cur._y != entry._y)))
		return 1;

	return 0;
}


//走迷宫
void PassMaze(PMaze pm, Position entry, PStack ps)
{
	Position cur;
	Position next;
	assert(pm);
	assert(ps);

	//检测入口是否合法
	if (!IsValidEntry(pm, entry))
	{
		printf("迷宫入口不合法!!!\n");
		return;
	}

	//走进入口,入栈
	StackPush(ps, entry);

	while (!StackEmpty(ps))
	{
		cur = StackTop(ps);

		//在标记之前检测要不然，cur位置值不为1
		if (IsExit(pm, cur, entry))
		{
			pm->_map[cur._x][cur._y] = 2;
			printf("已找到出口!!!\n");
			return;
		}
		pm->_map[cur._x][cur._y] = 2;

		//依次判断上下左右是否可以走通
		//上
		next = cur;
		next._x -= 1;

		//判断是否可以走通
		if (IsPass(pm, next))
		{
			StackPush(ps, next);
			continue;
		}

		//左
		next = cur;//如果走到这，next值已经变了，所以要重新赋值
		next._y -= 1;
		if (IsPass(pm, next))
		{
			StackPush(ps, next);
			continue;
		}

		//右
		next = cur;
		next._y += 1;
		if (IsPass(pm, next))
		{
			StackPush(ps, next);
			continue;
		}

		//下
		next = cur;
		next._x += 1;
		if (IsPass(pm, next))
		{
			StackPush(ps, next);
			continue;
		}

		//如果上下左右都不能走通，那么说明cur走错了，标记为3，出栈
		pm->_map[cur._x][cur._y] = 3;
		StackPop(ps);
	}

	//走到这，说明找不到迷宫出口
	printf("迷宫没有出口!!!\n");
}

test.c

#include "stack.h"
#include "Maze.h"
#include <windows.h>

void TestMaze(PStack ps)
{
	int i = 0;
	Position entry;
	Maze m;
	PMaze pm = &m;
	StackInit(ps, 10);
	int map[6][6] = { { 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
	{ 0, 0, 1, 0, 0, 0 },
	{ 0, 0, 1, 0, 0, 0 },
	{ 0, 0, 1, 1, 1, 0 },
	{ 0, 0, 1, 0, 1, 1 },
	{ 0, 0, 1, 0, 0, 0 } };
	InitMaze(pm, map);
	PrintMaze(pm, map);
	entry._x = 5;
	entry._y = 2;
	PassMaze(pm, entry, ps);
	printf("\n");
	PrintMaze(pm, map);


}
int main()
{
	Stack s;
	PStack ps = &s;

	TestMaze(ps);//测试迷宫
	system("pause");
	return 0;
}