迷宫求解数据结构课程设计报告.pdf

吉林工程技术师范学院

《数据结构》课程设计报告书

设计题目：迷宫求解
专业：班级：
学生姓名：学号：
指导教师：

2012年12月
信息工程学院

目录

摘要II
第一章问题描述1
第二章设计思路2
第三章课程设计总体方案及分析3
第四章调试分析10
总结12
附录：III
1.程序清单III
2.文献VII

摘要
设计一个简单程序，来实现迷宫的求解，首先在设计的时候就想了一下，应该运用到
那些知识，不管是C语言还是数据结构的首先我们想到是运用到什么相关知识，设计一个
计算机程序对任意设定的矩形迷宫，求出一条从入口到出口的通路，或得出没有通路的结
论。
首先从迷宫的入口开始，如果该位置就是迷宫出口，则已经找到了一条路径，搜索工
作结束。否则搜索其上、下、左、右位置是否是障碍，若不是障碍，就移动到该位置，然
后再从该位置开始搜索通往出口的路径；若是障碍就选择另一个相邻的位置，并从它开始
搜索路径。为防止搜索重复出现，则将已搜索过的位置标记为2，同时保留搜索痕迹，在
考虑进入下一个位置搜索之前，将当前位置保存在一个队列中，如果所有相邻的非障碍位
置均被搜索过，且未找到通往出口的路径，则表明不存在从入口到出口的路径。这实现的
是广度优先遍历的算法，如果找到路径，则为最短路径。
本课程我将用源代码和流程图来说明和设计我的论文。
关键字：迷宫求解、数据结构、C语言
第一章问题描述
迷宫问题是取自心理学的一个古典实验。在该实验中，把一只老鼠从一个无顶大盒
子的门放入，在盒子中设置了许多墙，对行进方向形成了多处阻挡。盒子仅有一个出口，
在出口处放置一块奶酪，吸引老鼠在迷宫中寻找道路以到达出口。对同一只老鼠重复进行
上述实验，一直到老鼠从入口走到出口，而不走错一步。老鼠经过多次试验最终学会走通
迷宫的路线。设计一个计算机程序对任意设定的矩形迷宫如下图A所示，求出一条从入口
到出口的通路，或得出没有通路的结论。
图A

第二章设计思路
2.1设计要求
要求设计程序输出如下：
(1)建立一个大小为m×n的任意迷宫（迷宫数据可由用户输入或由程序自动生成），并在
屏幕上显示出来；
（2）找出一条通路的二元组（i,j）数据序列，（i,j）表示通路上某一点的坐标。
（3）用一种标志（如数字8）在迷宫中标出该条通路；
（4）在屏幕上输出迷宫和通路；
（5）上述功能可用菜单选择。

第三章课程设计总体方案及分析

3.1问题分析：
1.迷宫的建立：
迷宫中存在通路和障碍，为了方便迷宫的创建，可用0表示通路，用1表示障碍，这样
迷宫就可以用0、1矩阵来描述，
2.迷宫的存储：
迷宫是一个矩形区域，可以使用二维数组表示迷宫，这样迷宫的每一个位置都可以用
其行列号来唯一指定，但是二维数组不能动态定义其大小，我们可以考虑先定义一个较大
的二维数组maze[M+2][N+2],然后用它的前m行n列来存放元素，即可得到一个m×n的二维
数组，这样(0,0)表示迷宫入口位置，(m-1,n-1)表示迷宫出口位置。

注：其中M，N分别表示迷宫最大行、列数，本程序M、N的缺省值为39、39，当然，用户也
可根据需要，调整其大小。
3.迷宫路径的搜索：
首先从迷宫的入口开始，如果该位置就是迷宫出口，则已经找到了一条路径，搜索工
作结束。否则搜索其上、下、左、右位置是否是障碍，若不是障碍，就移动到该位置，然
后再从该位置开始搜索通往出口的路径；若是障碍就选择另一个相邻的位置，并从它开始
搜索路径。为防止搜索重复出现，则将已搜索过的位置标记为2，同时保留搜索痕迹，在
考虑进入下一个位置搜索之前，将当前位置保存在一个队列中，如果所有相邻的非障碍位
置均被搜索过，且未找到通往出口的路径，则表明不存在从入口到出口的路径。这实现的
是广度优先遍历的算法，如果找到路径，则为最短路径。
以矩阵00101为例，来示范一下
10010
10001
00100
首先，将位置(0,0)(序号0)放入队列中，其前节点为空，从它开始搜索，其标记
变为2，由于其只有一个非障碍位置，所以接下来移动到(0,1)(序号1)，其前节点序号为
0，标记变为2，然后从(0,1)移动到(1,1)(序号2)，放入队列中，其前节点序号为1，(1,
1)存在(1，2)(序号3)、(2，1)(序号4)两个可移动位置，其前节点序号均为2.对于每一个
非障碍位置，它的相邻非障碍节点均入队列，且它们的前节点序号均为该位置的序号，所
以如果存在路径，则从出口处节点的位置，逆序就可以找到其从出口到入口的通路。
如下表所示：
0123456789
10
(0,0)(0,1)(1,1)(1,2)(2,1)(2,2)(1,3)(2,3)(0,3)(3,3)-1012234567由此可
以看出，得到最短路径