数据结构-走迷宫游戏

摘要

迷宫最早出现在古希腊神话中。

据说，半人半神的英雄西修斯（Theseus）在克里特的迷宫中勇敢地杀死半人半牛的怪物，并循着绳索（Ariadne 抓住另一头）逃出迷宫。希腊史学家希罗多德曾探访过那里。他描述说，整个迷宫由 12 座带顶院落构成，所有院落都由通道连接，形成 3000 个独立的“室”。据说，建造这座迷宫用的人力和财力“超过了希腊所有的建筑”。后来的参观者也说，一旦进入迷宫，如果没向导，根本无望走出。若不是知情人泄露了地图，盗墓者可能永远也无法探明克里特迷宫。

现在，在人们的生活中，迷宫随处可见，它在各个领域被广泛应用。本程序就是利用C语言知识和数据结构算法所做成的简易迷宫。

关键词：迷宫 C语言数据结构

第一章绪论

1.1 课设主要研究问题

二维数组本质上是以数组作为数组元素的数组，即"数组的数组"，类型说明符数组名[常量表达式][常量表达式]。二维数组又称为矩阵，行列数相等的矩阵称为方阵。对称矩阵a[i][j] = a[j][i]，对角矩阵:n阶方阵主对角线外都是零元素。

递归是指函数/过程/子程序在运行过程序中直接或间接调用自身而产生的重入现象。在计算机编程里，递归指的是一个过程：函数不断引用自身，直到引用的对象已知。

使用递归解决问题，思路清晰，代码少。但是在主流高级语言中（如C语言、Pascal语言等）使用递归算法要耗用更多的栈空间，所以在堆栈尺寸受限制时（如嵌入式系统或者内核态编程），应避免采用。所有的递归算法都可以改写成与之等价的非递归算法。

1.2 课设应用的理论知识

二维数组A[m][n]，这是一个m行，n列的二维数组。设a[p][q]为A的第一个元素，即二维数组的行下标从p到m+p，列下标从q到n+q，按"行优先顺序"存储时则元素a[i][j]的地址，按"列优先顺序"存储时的地址。存放该数组至少需要的单元数为(m-p+1) * (n-q+1) * t 个字节。递归，就是在运行的过程中调用自己。而构成递归需具备的条件以函数嵌套调用过程示例：1. 子问题须与原始问题为同样的事，且更为简单；2. 不能无限制地调用本身，须有个出口，化简为非递归状况处理。在数学和计算机科学中，递归指由一种（或多种）简单的基本情况定义的一类对象或方法，并规定其他所有情况都能被还原为其基本情况。

第二章课设实现过程

2.1 实现所需算法

2.2 实现具体过程

Maze方法写入迷宫实现创建：

int createMaze();

int createFreeMaze();

void createWall();

int visit(int row2, int col2) ;

int startI = 1, startJ = 1;

int success = 0;

int maze[100][100];

int row = 0;

int col = 0;

//迷宫矩阵，2代表墙壁，0代表通道

void createWall()

{

for(int i = 0; i < col; i++)//行

maze[0][i] = 2;

for(int i = 1; i < row; i++)//列

maze[i][0] = 2;

for(int i = 1; i < col; i++)//最后一行

maze[row-1][i] = 2;

for(int i = 1; i < row-1; i++)//最后一列

maze[i][col-1] = 2;

递归方法调用函数（四个方向）:

int visit(int row2, int col2)

{

int endI = row-2, endJ = col-2;

maze[row2][col2] = 1;

if(row2 == endI && col2 == endJ)

success = 1;

if(success != 1 && maze[row2][col2+1] == 0)

visit(row2, col2+1);

if(success != 1 && maze[row2+1][col2] == 0)

visit(row2+1, col2);

if(success != 1 && maze[row2][col2-1] == 0)

visit(row2, col2-1);

if(success != 1 && maze[row2-1][col2] == 0)

visit(row2-1, col2);

if(success != 1)

maze[row2][col2] = 0;

return success;

}

显示迷宫的界面：

int main(void)

{

int i, j;

printf("请输入迷宫行数row(0<row<100)：");

scanf("%d",&row);

printf("请输入迷宫列数col(0<col<100)：");

scanf("%d",&col);

createWall();//创建迷宫外墙

int choice;

printf("请选择创建随机迷宫还是自定义迷宫（1为随机迷宫，2为自定义迷宫）:");

scanf("%d",&choice);

if(choice == 1)

{

createMaze(); //创建迷宫

}

else if(choice == 2)

{

printf("\n请输入自定义迷宫的墙壁和通道，2代表墙壁，0代表通道\n");

createFreeMaze();

}

printf("\n显示迷宫：\n");

for(i = 0; i < row; i++)

{

for(j = 0; j < col; j++)

{

if(maze[i][j] == 2)

printf("█");

else

printf(" ");

}

printf("\n");

}

if(visit(startI, startJ) == 0)

{

printf("\n没有找到出口！\n");

}

else

{

printf("\n显示路径：\n");

for(i = 0; i < row; i++)

{

for(j = 0; j < col; j++)

{

if(maze[i][j] == 2)

printf("█");

else if(maze[i][j] == 1)

printf("◇");

else

printf(" ");

}

printf("\n");

}

system("pause");

return 0;

}

2.3 实现结果

用户首先根据提示输入迷宫行数列数，再选择创建随机迷宫还是自定义迷宫（1为随机迷宫，2为自定义迷宫）。

如果创建随机迷宫输入1，接下来程序会自动创建随机迷宫，并对迷宫进行寻找出口操作，有出口则显示含有出口路径的迷宫图，没有出口则显示：没有找到出口！

如果创建自定义迷宫，则根据提示输入代表墙壁的2或者代表通道的0组成迷宫，

有出口则显示含有出口路径的迷宫图，没有出口则显示：没有找到出口！

1、有出口的自定义迷宫

2、没有出口的随机迷宫

3、有出口的随机迷宫

程序代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>int createMaze();       //创建随机迷宫
int createFreeMaze();   //创建自定义迷宫
void createWall();      //创建迷宫外墙
int visit(int row2, int col2) ;int startI = 1, startJ = 1;          // 入口
int success = 0;
//迷宫数组
int maze[100][100];
int row = 0;
int col = 0;
//迷宫矩阵，2代表墙壁，0代表通道//创建迷宫外墙
void createWall()
{//创建迷宫外墙,第一行、第一列、最后一行、最后一列均为墙壁for(int i = 0; i < col; i++)//第一行maze[0][i] = 2;for(int i = 1; i < row; i++)//第一列maze[i][0] = 2;for(int i = 1; i < col; i++)//最后一行maze[row-1][i] = 2;    for(int i = 1; i < row-1; i++)//最后一列maze[i][col-1] = 2;
}//创建随机迷宫
int createMaze()
{srand(time(0));for(int i = 1; i < row-1; i++){for(int j = 1; j < col-1; j++){if((rand()%100+1) % 2 == 0)maze[i][j] = 0;elsemaze[i][j] = 2;}}maze[1][1] = 0;maze[row-2][col-2] = 0;
}//创建自定义迷宫
int createFreeMaze()
{for(int i = 1; i < row-1; i++){//第一行，第一格为入口if(i == 1){printf("迷宫第%d行，共%d格：  ",i,col-3);for(int j = 2; j < col-1; j++)scanf("%d",&maze[i][j]);}//最后一行,最后一格为出口else if(i == row-2)  {printf("迷宫第%d行，共%d格：",i,col-3);for(int j = 1; j < col-2; j++)scanf("%d",&maze[i][j]);}else{printf("迷宫第%d行，共%d格：",i,col-2);for(int j = 1; j < col-1; j++)scanf("%d",&maze[i][j]);}}maze[1][1] = 0;           //入口为通道maze[row-2][col-2] = 0;   //出口为通道
}int visit(int row2, int col2)
{ int endI = row-2, endJ = col-2;      // 出口//该点走过，标记为1maze[row2][col2] = 1; //走到终点，成功if(row2 == endI && col2 == endJ)success = 1; //向四个方向递归调用函数visit()if(success != 1 && maze[row2][col2+1] == 0) visit(row2, col2+1); if(success != 1 && maze[row2+1][col2] == 0) visit(row2+1, col2); if(success != 1 && maze[row2][col2-1] == 0) visit(row2, col2-1); if(success != 1 && maze[row2-1][col2] == 0) visit(row2-1, col2); //该点走过，但没成功，则该点重新置为0if(success != 1) maze[row2][col2] = 0; return success;
} int main(void)
{ int i, j;printf("请输入迷宫行数row(0<row<100)：");    scanf("%d",&row);printf("请输入迷宫列数col(0<col<100)：");scanf("%d",&col);createWall();//创建迷宫外墙int choice;printf("请选择创建随机迷宫还是自定义迷宫（1为随机迷宫，2为自定义迷宫）:");scanf("%d",&choice);if(choice == 1){createMaze();   //创建迷宫}else if(choice == 2){printf("\n请输入自定义迷宫的墙壁和通道，2代表墙壁，0代表通道\n");createFreeMaze();}printf("\n显示迷宫：\n"); for(i = 0; i < row; i++){ for(j = 0; j < col; j++) {if(maze[i][j] == 2) printf("█"); else printf("  "); }printf("\n"); }if(visit(startI, startJ) == 0){printf("\n没有找到出口！\n"); }else { printf("\n显示路径：\n"); for(i = 0; i < row; i++) { for(j = 0; j < col; j++){ if(maze[i][j] == 2) printf("█"); else if(maze[i][j] == 1) printf("◇"); else printf("  "); } printf("\n"); } }system("pause");return 0;
}

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