c語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計報告

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c語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計報告_第1頁

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文檔簡介

1、　　C語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計報告　　學(xué) 號 　　姓名 　　課程設(shè)計題目迷宮求解 　　小組成員

2、 　　2012 年 12 月　　目錄　　1 需求分析 　　1.1 功能與數(shù)據(jù)需求

3、 　　1.1.1 題目要求的功能 　　1.1.2 擴展功能

4、　1.2 界面需求 　　1.3 開發(fā)環(huán)境與運行需求 　　2 概要設(shè)計 &

5、lt;/p>　　2.1主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　2.2程序總體結(jié)構(gòu)　　2.3各模塊函數(shù)說明　　3 詳細(xì)設(shè)計　　3.1算法分析與設(shè)計</

6、p>　　3.2主要程序段設(shè)計　　4 測試　　5 使用說明　　5.1應(yīng)用程序功能的詳細(xì)說明　　5.2應(yīng)用程序運行環(huán)境要求　　5.

7、5輸入數(shù)據(jù)類型、格式和內(nèi)容限制　　6 總結(jié)提高　　6.1課程設(shè)計總結(jié)　　6.2開發(fā)中遇到的問題和解決方法　　6.3 對自己完成課設(shè)完成情況的評價　　6.4

8、《C語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》課程的意見與建議　　附錄：程序源代碼　　1 需求分析 　　1.1 功能與數(shù)據(jù)需求

9、 　　1.1.1 題目要求的功能以一個m×n的長方形表示迷宮，0和1分別表示迷宮中的通路和障礙。設(shè)計一個程序，對任意設(shè)定的迷宮，求出一條從入口到出口的通路，或得出沒有通路的結(jié)論。測試數(shù)據(jù)：迷宮的測試數(shù)據(jù)如下：左上角（1,1）為入口，右下角（9,8）為出口。

10、 　　1 2 3 4 5 6 7 8　　1.1.2 擴展功能 　?。?）編寫遞歸形式的算法，求得迷宮中所有可能的通路；　?。?）以方陣形式輸出迷宮及其通路。　　1.2 界面需求

11、　　輸入行數(shù)和列數(shù)　　輸入每一行中的通路（0，0）和障礙（1,1）.　　輸入入口坐標(biāo)（1,1）和出口坐標(biāo)（m,n）.　　1.3 開發(fā)環(huán)境與運行需求 　　開發(fā)環(huán)境 Microsoft Visual C++ 6.0

12、　　最低運行需求 windows xp ;32位系統(tǒng)　　2 概要設(shè)計 　　2.1主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：　　typedef struct /*用于存放迷宮的位置和該點信息*/　　{<

13、/b>　　int x,y,d;　　}Datatype;　　typedef struct /*該棧用于存儲走過的結(jié)點*/　　{　　Datatype data[MAXSIZE]

14、;　　int top;　　}Sqstack,*PSqstack;　　typedef struct /*用于存放當(dāng)前結(jié)點可走的四個方向*/　　{

15、;　　int x,y;　　}item;　　2.2程序總體結(jié)構(gòu)　　2.3各模塊函數(shù)說明　　PSqstack Init_Sqstack()

16、 /*初始化空棧*/　　int Push_Sqstack(PSqstack s,Datatype x) /*入棧*/　　int Pop_Sqstack(PSqstack s,Datatype *x) /*出棧*/　　void Destroy_Sqstack(PSqstack *s)

17、 /*銷毀棧*/　　int Mazepath(int maze[][n+2],int x0,int y0) /*求迷宮路徑函數(shù)，入口參數(shù)：指向迷宮數(shù)組的指針，開始點（x0,y0）*/　　Pop_ Sqstack(s,&temp);　　Push_Sqstack(t,temp);

18、 /*棧t是棧s的逆，因為s保存的途徑是反的，加t 使輸出的途徑變?yōu)檎?/　　3 詳細(xì)設(shè)計　　3.1算法分析與設(shè)計　　思路：計算機解迷宮通常用的是“窮舉求解”方法，即從入口出發(fā)，順著某一個方向進行探索，若能走通，則繼續(xù)往前進；否則沿著原路退回，換

19、一個方向繼續(xù)探索，直至出口位置，求得一條通路。假如所有可能的通路都探索到而未能到達出口，則所設(shè)定的迷宮沒有通路。　　實現(xiàn)：假設(shè)“當(dāng)前位置”指的是“在收索過程中某一時刻所在圖中某個方塊位置”，則求迷宮中的一條路徑的算法的基本思想是：若當(dāng)前位置“可通”，則納入“當(dāng)前路徑”，并繼續(xù)朝“下一位置”探索，即切換“下一位置”為“當(dāng)前位置”，如此重復(fù)直至到達出口；若當(dāng)前位置“不可通”則應(yīng)該順著“來向”

20、退回到“前一通道塊”，然后朝著除“來向”之外的其他方向繼續(xù)探索；若該通道塊的四周4個方塊均“不可通”，則應(yīng)從“當(dāng)前路徑”上刪除該通道塊。所謂“下一位置”指的是“當(dāng)前位置”四周4個方向（東·南·西·北）上相鄰的方塊。假設(shè)以棧S記錄“當(dāng)前路徑”，則棧頂中存放的是“從當(dāng)前路徑上最后一個通道塊”。由此，“納入路徑”的操作即為“當(dāng)前位置入棧”；“從當(dāng)前路徑上刪除前一通道塊”的操作即為“入棧” 。

21、　　3.2主要程序段設(shè)計　　void main() 　　{　　int i,j;</p&

22、gt;　　int maze[m+2][n+2];　　printf("請輸入迷宮矩陣:9*8\n");　　for(i=0,j=0;i<m+2;i++) /*將迷宮四周賦值為1，即不可走*/　　maze[i][j]=1;

23、　　for(i=0,j=0;j<n+2;j++)　　maze[i][j]=1;　　for(i=0,j=n+1;i<m+2;i++)　　maze[i][j]=1;　　for(i=m+1,j=0;j<n+2;j++)

24、　　maze[i][j]=1;　　for(i=1;i<m+1;i++) /*給迷宮賦值*/　　{　　for(j=1;j<n+1;j++)　　scanf(&quo

25、t;%d",&maze[i][j]);　　}　　for(i=0;i<m+2;i++) /*打印迷宮*/　　{　　for(j=0;j&

26、lt;n+2;j++)　　{　　if(maze[i][j]==0)　　printf(" ");　　else　　printf("

27、;#");　　}　　printf("\n");　　}　　Mazepath(maze,1,1);　　}<

28、;/b>　　主函數(shù)設(shè)計　　main{　　定義迷宮數(shù)組；　　將迷宮四周賦值為1，即不可走；　　按所給格式輸入迷

29、宮矩陣（m，n），1為路障，0為該位置為通路；　　打印迷宮矩陣；　　調(diào)用Mazepath函數(shù)；　　}　　int Mazepath(int maze[][n+2],int x0,int y0)

30、 /*求迷宮路徑函數(shù)，入口參數(shù)：指向迷宮數(shù)組的指針，開始點（x0,y0）*/　　{　　PSeqstack s,t;　　Datatype temp;　　int x,y,d,i,j;　　it

31、em move[4];　　if(maze[1][1]==1||maze[m][n]==1)　　printf("輸入迷宮數(shù)據(jù)錯誤，起點和終點應(yīng)為:0\n");　　else　　{&

32、lt;/p>　　move[0].x=0;　　move[0].y=1;　　move[1].x=1;　　move[1].y=0;　　move[2].x=0;　　move[2].y=-1;

33、　　move[3].x=-1;　　move[3].y=0; /*對move定義為向四個方向探索的數(shù)組*/　　s=Init_Seqstack(); /*初始化棧s*/　　t=Init_Seq

34、stack(); /*初始化棧t*/　　if(!s)　　{　　printf("棧初始化失敗\n");　　return (0);&l

35、t;/p>　　}　　temp.x=x0;　　temp.y=y0;　　temp.d=0;　　Push_Seqstack(s,temp);

36、 /*迷宮入口點入棧*/　　while(s->top!=-1)　　{　　Pop_Seqstack(s,&temp);　　x=temp.x;

37、　　y=temp.y;　　d=0; /*將方向重新定位為右方，即move[0]*/　　while(d<4) /*在該點向四個方向嘗試走*/

38、;　　{　　i=x+move[d].x;　　j=y+move[d].y;　　if(maze[i][j]==0) /*該路可走*/　　{<

39、b>　　temp.x=x;　　temp.y=y;　　temp.d=d;　　Push_Seqstack(s,temp); /*將可走的路入棧*/

40、;　　x=i;　　y=j;　　maze[x][y]=-1; /*將走過的點標(biāo)記為-1*/　　if(x==m&&y==n) /*判斷走到終點*/

41、　　{　　printf("該迷宮的走法為:\n");　　while(s->top!=-1)　　{　　Pop_Seqstack(s,&temp);

42、;　　Push_Seqstack(t,temp); /*棧t是棧s的逆，因為s保存的途徑是反的，加t使輸出的途徑變?yōu)檎?/　　}　　Destroy_Seqstack(&s); /*銷毀棧*/　　while(t->top

43、!=-1) /*打印走過的途徑*/　　{　　Pop_Seqstack(t,&temp);　　printf("<%d,%d,%d>",temp.x,temp.y,temp.d);<p&g

44、t;　　}　　printf("<%d,%d>",m,n);　　Destroy_Seqstack(&t); /*銷毀棧*/　　return OK;　　}</b

45、>　　else　　d=0; /*將方向定位為右方*/　　}　　else<p

46、>　　d++; /*嘗試其他方向是否可走*/　　}　　}　　printf("該迷宮無法走出\n&qu

47、ot;);　　Destroy_Seqstack(&s);　　return ERROR;　　}　　}　　Mazepath函數(shù)

48、　　{if（迷宮入口或迷宮是否有通路）　　Printf（“輸入迷宮數(shù)據(jù)錯誤“）；　　else　　{對move定義為向四個方向探索的數(shù)組　　初始化棧s，t；

49、　　迷宮入口點入棧　　While（判斷s是否為空）　　{ 入口參數(shù)：指向迷宮數(shù)組的指針，開始點（x0,y0）　　while（d<4）　　{初始位置

50、　　If（該路口走）　　將可走的路入棧　　將走過的點標(biāo)記為-1　　If（判斷走到終點）　　{棧t是棧s的逆，因為s保存的途徑是反的

51、加t使輸出的途徑變?yōu)檎?lt;/p>　　銷毀棧s；　　打印走過的途徑；　　銷毀棧t；　　}

52、　　Else　　將方向定位為右方*/　　}　　Else　　嘗試其他方向是否可走*/　　}</

53、b>　　}　　}　　4 測試　　迷宮路徑測試　　迷宮方

54、向測試　　無法走出迷宮的測試　　完整的迷宮測試　　5 使用說明　　5.1應(yīng)用程序功能的詳細(xì)說明

55、　使用者自己設(shè)計一個（9，8）迷宮，迷宮為9行8列的矩陣，1表示該位置為路障，0表示該位置為通路，每一行中兩位置之間用空格隔開。進入下一行設(shè)計按enter鍵。設(shè)計特別要求，矩陣位置（1,1）,（9,8）為0，否則程序不能運行。　　按enter鍵運行程.　　5.2應(yīng)用程序運行環(huán)境要求

56、Microsoft Visual C++6.0　　5.5輸入數(shù)據(jù)類型、格式和內(nèi)容限制　　輸入的數(shù)據(jù)都是整型（int），輸入迷宮的數(shù)據(jù)間要用空格或回車隔開　　6 總結(jié)提高　　6.1課程設(shè)計總結(jié)<

57、;/p>　　這次的實驗，我們發(fā)現(xiàn)書本上理論性的東西與在實際運用中的還是有一定的出入的，所以有些問題不但要深入地理解，而且要不斷地更正以前的錯誤思維，才能完成實驗設(shè)計。通過這次的課程設(shè)計我們也更加理解和掌握了棧和數(shù)組的正確使用方法，更為重要的是了解了通過數(shù)組和結(jié)構(gòu)體結(jié)合來生成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點及應(yīng)用，這是在這之前未接觸過的?？傊ㄟ^這次的課程設(shè)計，讓我對計算機編程在實際問題中的應(yīng)用有了極大的了解，同時也讓我知道

58、了棧的強大，很多問題都可以用棧來解決。　　6.2開發(fā)中遇到的問題和解決方法　　1.（安飛）問題：對循環(huán)結(jié)構(gòu)與數(shù)組結(jié)合對迷宮外墻的的設(shè)計不知道該怎么應(yīng)用。解決方法：上網(wǎng)查找?guī)讉€迷宮的設(shè)計，以后結(jié)合自己的理解，小組討論后，建了一個二維數(shù)組，定義2個變量，控制變量法，讓迷宮四周為1。　　2. (洪飛) 問題

59、：對于點向四個方向的走向不清楚，不知道如何判斷該路是否可走，最后如何判斷到達終點以及出棧。　　解決方法：首先將迷宮口的點入棧，然后將點的坐標(biāo)賦值給x,y，將方向重新定位為右方。用while循環(huán)來判斷四個方向是否可走，用if語句來來判斷該路是否可走，最后將走過的路徑入棧，將走過的點標(biāo)記為-1，同樣用if語句來判斷到達終點，最后出棧。　　3.（俞杰）問題：剛

60、開始的時候我們只定義了一個棧s=Init_Sqstack()；但是在輸出結(jié)果時發(fā)現(xiàn)無法把所有走過的坐標(biāo)輸出來！最后通過討論，知道原來棧是后進先出，所以只能輸出最后一個坐標(biāo)。　　解決方法：引入另一個棧t=Init_Sqstack();它的作用是：棧t是棧s的逆，因為s保存的途徑是反的，加t 使輸出的途徑變?yōu)檎@樣就可以把所有的坐標(biāo)輸出來。　　6.3 對自

61、己完成課設(shè)完成情況的評價　　在這次的課程設(shè)計中，我們小組通過對棧和數(shù)組的運用，終于完成了迷宮求解的編程,在我們剛拿到題目的時候，我們就知道這一次的任務(wù)必須要棧來實現(xiàn)，所以我們把棧的內(nèi)容復(fù)習(xí)了一下才開始編的，不過當(dāng)我們把棧的部分編好的時候，才知道后面的似乎更難。在方向的可走上我提出使用類似于二維坐標(biāo)的方式來實現(xiàn)，也就是數(shù)組move[ ].x或move[ ].y來實現(xiàn)的。我覺得這種思想好在把數(shù)學(xué)的知

62、識融合在程序里，使的整個程序更容易理解。最后，在我們?nèi)齻€人共同討論、上網(wǎng)查找相關(guān)知識和向其他同學(xué)請教最終解決了遇到的問題，完成了整個設(shè)計。　　6.4《C語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》課程的意見與建議　　C語言是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門課的核心，沒有良好的c語言基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)這門課程是很難的。首先，我們在閱讀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的時候，都是用c語言編寫的，這就需要我們把程序看懂；其次，當(dāng)你

63、完成某部分的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識時，必須要把它完整了，才能在VC++ 6.0上運行，我發(fā)現(xiàn)我們在完成編程后，main函數(shù)部分是我們最容易錯的部分，這和我們c語言的基礎(chǔ)有關(guān)吧。所以我的建議是：　　希望老師在上課的時候能夠簡單幫我們復(fù)習(xí)回顧一下c語言知識。　　希望老師能夠在舉例的時候能夠多用幾個完整的程序，這樣可以運行給我們看看，更能夠加深我們對知識的理解。<

64、;/p>　　附錄：程序源代碼　　#include<stdio.h>　　#include<stdlib.h>　　#define MAXSIZE 100　　#define ERROR 0

65、　　#define OK 1　　#define m 9　　#define n 8　　typedef struct /*用于存放迷宮的位置和該點信息*/　　{

66、　　int x,y,d;　　}Datatype;　　typedef struct /*該棧用于存儲走過的結(jié)點*/　　{　　Datatype data[MAXSIZE];<

67、p>　　int top;　　}Sqstack,*PSqstack;　　typedef struct /*用于存放當(dāng)前結(jié)點可走的四個方向*/　　{　　int x

68、,y;　　}item;　　PSqstack Init_Sqstack() /*初始化空棧*/　　{　　PSqstack s;

69、　　s=(PSqstack)malloc(sizeof(Sqstack));　　if(s)　　s->top=-1;　　return s;　　}</

70、p>　　int Push_Sqstack(PSqstack s,Datatype x) /*入棧*/　　{　　if(s->top==MAXSIZE-1)　　return ERROR; /

71、*棧滿不能入棧*/　　else　　{　　s->top++;　　s->data[s->top]=x;

72、　　return OK;　　}　　}　　int Pop_Sqstack(PSqstack s,Datatype *x) /*出棧*/　　{</p&g

73、t;　　if(!s)　　return ERROR; /*?？夭荒艹鰲?/　　else　　{<p&g

74、t;　　*x=s->data[s->top];　　s->top--;　　return OK;　　}　　}<p&

75、gt;　　void Destroy_Sqstack(PSqstack *s) /*銷毀棧*/　　{　　if(*s)　　free(*s);<

76、b>　　*s=NULL;　　return;　　}　　int Mazepath(int maze[][n+2],int x0,int y0) /*求迷宮路徑函數(shù)，入口參數(shù)：指向迷宮數(shù)組的指針，開始點（x0,y

77、0）*/　　{　　PSqstack s,t;　　Datatype temp;　　int x,y,d,i,j;　　item move[4];　　if(m

78、aze[1][1]==1||maze[m][n]==1)　　printf("輸入迷宮數(shù)據(jù)錯誤，起點和終點應(yīng)為:0\n");　　else　　{　　move[0].x=0;<

79、/p>　　move[0].y=1;　　move[1].x=1;　　move[1].y=0;　　move[2].x=0;　　move[2].y=-1;　　move[3].x=-1;

80、　　move[3].y=0; /*對move定義為向四個方向探索的數(shù)組*/　　s=Init_Sqstack(); /*初始化棧s*/　　t=Init_Sqstack(); /*初始化棧t*

81、/　　if(!s)　　{　　printf("棧初始化失敗\n");　　return (0);　　}

82、;　　temp.x=x0;　　temp.y=y0;　　temp.d=0;　　Push_Sqstack(s,temp); /*迷宮入口點入棧*/　　while

83、(s->top!=-1)　　{　　Pop_Sqstack(s,&temp);　　x=temp.x;　　y=temp.y;

84、　　d=0; /*將方向重新定位為右方，即move[0]*/　　while(d<4) /*在該點向四個方向嘗試走*/　　{　　i=x+m

85、ove[d].x;　　j=y+move[d].y;　　if(maze[i][j]==0) /*該路可走*/　　{　　temp.x=x;<

86、p>　　temp.y=y;　　temp.d=d;　　Push_Sqstack(s,temp); /*將可走的路入棧*/　　x=i;<b

87、>　　y=j;　　maze[x][y]=-1; /*將走過的點標(biāo)記為-1*/　　if(x==m&&y==n) /*判斷走到終點*/　　{

88、　　printf("該迷宮的走法為:\n");　　while(s->top!=-1)　　{　　Pop_Sqstack(s,&temp);　　Push_Sqstack(t,temp); /*棧t是

89、棧s的逆，因為s保存的途徑是反的，加t使輸出的途徑變?yōu)檎?/　　}　　Destroy_Sqstack(&s); /*銷毀棧*/　　while(t->top!=-1) /*打印走過的途徑*/<p&

90、gt;　　{　　Pop_Sqstack(t,&temp);　　printf("<%d,%d,%d>",temp.x,temp.y,temp.d);　　}

91、printf("<%d,%d>",m,n);　　Destroy_Sqstack(&t); /*銷毀棧*/　　return OK;　　}　　else</b&g

92、t;　　d=0; /*將方向定位為右方*/　　}　　else　　d++; /*嘗試其他方向是

93、否可走*/　　}　　}　　printf("該迷宮無法走出\n");　　Destroy_Sqstack(&s);　　return

94、 ERROR;　　}　　}　　void main()　　{　　int i,j;

95、　　int maze[m+2][n+2];　　printf("請輸入迷宮矩陣:9*8\n");　　for(i=0,j=0;i<m+2;i++) /*將迷宮四周賦值為1，即不可走*/　　maze[i][j]=1;<

96、;/p>　　for(i=0,j=0;j<n+2;j++)　　maze[i][j]=1;　　for(i=0,j=n+1;i<m+2;i++)　　maze[i][j]=1;　　for(i=m+1,j=0;j<n+2;j++)<

97、;/p>　　maze[i][j]=1;　　for(i=1;i<m+1;i++) /*給迷宮賦值*/　　{　　for(j=1;j<n+1;j++)　　sca

98、nf("%d",&maze[i][j]);　　}　　for(i=0;i<m+2;i++) /*打印迷宮*/　　{　　for

99、(j=0;j<n+2;j++)　　{　　if(maze[i][j]==0)　　printf(" ");　　else　　print

100、f("#");　　}　　printf("\n");　　}　　Mazepath(maze,1,1);

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