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迷宫的两种解法,第一种求出了所有路径(C语言实现)

2012-10-24 
迷宫的两种解法,第一种求出了全部路径(C语言实现)题目:4. 读取file4.txt 文件中的字符数据,该文件中的数据

迷宫的两种解法,第一种求出了全部路径(C语言实现)

题目:

4. 读取file4.txt 文件中的字符数据,该文件中的数据用来描述一个正方形的迷宫,“#” 表示不可到达的地方,“—” 表示 可以到达的地方, 迷宫的 入口 和 出口都 在正方形的某个边上,要求找到 从 入口 到出口的 所有 路径(不走重复的路),并将每一种路径显示出来,显示方法 是 把 “—”改为“+”,

并将所有解保存到 file4_answer.txt

?

例如:file.txt中存放的 字符数据为:

# - # # # #
# - - - # #
- - # - - #
# - - - - #
# - # - - #
# # # - # #

?

则输出结果:


# + # # # #
# + + + # #
-? -? # + + #
# -? -? - + #
# - ?# + + #
# # # + # #

?

# + # # # #
# + + + # #
-? - # + + #
#? - - + + #
#? - # + - #
#?# # + # #


# + # # # #
# + + + # #
-?? - # + - #
#? - - + + #
# - # + + #
# # # + # #


# + # # # #
# + + + # #
-? ?- # + - #
#?? - - + - #
#? - # + - #
# # # + # #


# + # # # #
# + ?- - # #
-? + # - - #
# + + + + #
# - # + + #
# # # + # #


# + # # # #
# + - - # #
-? + # - - #
# + + + - #
# - # + - #
# # # + # #


# + # # # #
# ?+ - - # #
- + # + + #
# + + + + #
#? - # + + #
# # # + # #

?

???

?

第一种解法:用栈,主要是回溯法,深度优先搜索路径

?

#include<stdio.h>
#include<windows.h>

char maze_char[20][20];//存储从文件中读取的'-''#'字符,构成迷宫
int m,n;
int direct[4][2]={{0,1},{1,0},{0,-1},{-1,0}};//右下左上四个方向
int remark[100][2];
int step=1;
int end_i,end_j;

//判断是否可以走
int can_go(int i,int j)
{
?int k;
?if(maze_char[i][j]=='#')
??return 0;
?for(k=0;k<step;k++){//判断此步是否已在路径中,在的话,返回0,否则构成回路
??if(i==remark[k][0]&&j==remark[k][1])
???return 0;
?}
?return 1;
}
//写入文件
void write()
{
?FILE *fp;
?int k,i,j;

?for(k=0;k<step;k++){//把路径上的-号变成+号
??maze_char[remark[k][0]][remark[k][1]]='+';
?}
?//打印路径
?puts("--迷宫路径(以第一行第一个-号为入口,最后一行第一个-号为出口)----");
?for(i=1;i<m-1;i++){
??for(j=1;j<n-1;j++)
???printf("%c? ",maze_char[i][j]);
??printf("\n");
?}

??? if((fp=fopen("document/file4_answer.txt","a"))==NULL)
?{
??printf("can not open the file!!!\n");
??exit(0);
?}??
?fputs("\n***********************************************\n",fp);
?for(i=1;i<m-1;i++){
??for(j=1;j<n-1;j++)
??{
??????????? fputc(maze_char[i][j],fp);
???fputc(' ',fp);
??}
??fputc('\n',fp);
?}
?if(fclose(fp))
?{
??printf("can not close the file!!!\n");
??exit(0);
?}
?//写完文件后,把路径的+号变成-号
?for(k=0;k<step;k++){
??maze_char[remark[k][0]][remark[k][1]]='-';
?}
}
//搜索路径
void search(int i,int j)
{
?int k=0;
?if(i==end_i&&j==end_j){//找到出口
???????? write();
?? return;
?}
?for(k=0;k<4;k++){
??if(can_go(i+direct[k][0],j+direct[k][1])){
???remark[step][0]=i+direct[k][0];
???remark[step][1]=j+direct[k][1];
???step++;
???search(i+direct[k][0],j+direct[k][1]);
???step--;//search完四个方向后,返回上一个路径
??}
?}
}

void main()
{
?char ch;
?int i=1,j=1;//m和n表示m*n维的迷宫(为了便宜判断,以m*n是围上一层墙的迷宫)
?FILE *fp;?

?if((fp=fopen("document/file4.txt","r"))==NULL)
?{
??printf("can not open the file!!!\n");
??exit(0);
?}

??? //从文件中读取迷宫
?while((ch=fgetc(fp))!=EOF)
?{
??if(ch=='\n')
??{
???j=1;
???i++;
??}
??else if(ch!=' ')//丢弃空格
??{
???if(i==1&&ch=='-')//第一行的第一个'-'作为入口
???{
????remark[0][0]=i;
????remark[0][1]=j;
???}
?? ???????? maze_char[i][j]=ch;
???j++;
??}
?}
?m=i+2;
?n=j+1;
?for(j=1;j<n-1;j++)
??if(maze_char[m-2][j]=='-'){//把最后一行的第一个'-'作为出口
???end_i=m-2;
???end_j=j;
???break;
??}
?//给迷宫围上一层墙
??? for(i=0;i<m;i++){
?????? maze_char[0][i]='#';
?????? maze_char[m-1][i]='#';
?}
??? for(j=0;j<n;j++){
?????? maze_char[j][0]='#';
?????? maze_char[j][n-1]='#';
?}
??? puts("----迷宫----");
?for(i=1;i<m-1;i++){
??for(j=1;j<n-1;j++)
???printf("%c? ",maze_char[i][j]);
??printf("\n");
?}
?search(remark[0][0],remark[0][1]);

?

?}

?

第二种解法: 用队列,广度优先搜索

?

#include<stdio.h>
#include<windows.h>
typedef struct node
{
?int i,j,pre;
}Node;
Node remark[100];//记录每一个位置所能到达的位置
int count=1;//记录remark中元素的个数
char maze_char[20][20];//存储从文件中读取的'-''#'字符,构成迷宫
int direct[4][2]={{0,1},{1,0},{0,-1},{-1,0}};//右下左上四个方向

void search(int front)
{
?int k;
?int i=remark[front].i;
?int j=remark[front].j;
?if(front>=count)
??return ;
?for(k=0;k<4;k++)
?{

??if(maze_char[i+direct[k][0]][j+direct[k][1]]=='-'&&maze_char[i+direct[k][0]][j+direct[k][1]]!='*'){
???if(remark[remark[front].pre].i==i+direct[k][0]&&remark[remark[front].pre].j==j+direct[k][1])
???{
???}else{
???? ??remark[count].i=i+direct[k][0];
????? ??remark[count].j=j+direct[k][1];
???? ??remark[count].pre=front;
??????????????? maze_char[i+direct[k][0]][j+direct[k][1]]='*';
???? ??count++;
???}
??}
?}
?search(front+1);
}

void main()
{
?char ch;
?int i=1,j=1,m=0,n=0;//m和n表示m*n维的迷宫(为了便宜判断,以m*n是围上一层墙的迷宫)
?int end_i,end_j;
?FILE *fp;
?if((fp=fopen("document/file4.txt","r"))==NULL)
?{
??printf("can not open the file!!!\n");
??exit(0);
?}

??? //从文件中读取迷宫
?while((ch=fgetc(fp))!=EOF)
?{
??if(ch=='\n')
??{
???j=1;
???i++;
??}
??else if(ch!=' ')//丢弃空格
??{
???if(i==1&&ch=='-')//第一行的第一个'-'作为入口
???{
????remark[0].i=i;
????remark[0].j=j;
????remark[0].pre=-1;
???}
?? ???????? maze_char[i][j]=ch;
???j++;
??}
?}
?m=i+2;
?n=j+1;
?for(j=1;j<n-1;j++)
??if(maze_char[m-2][j]=='-'){
???end_i=m-2;
???end_j=j;
??}
?//给迷宫围上一层墙
??? for(i=0;i<m;i++){
?????? maze_char[0][i]='#';
?????? maze_char[m-1][i]='#';
?}
??? for(j=0;j<n;j++){
?????? maze_char[j][0]='#';
?????? maze_char[j][n-1]='#';
?}
???
?for(i=0;i<m;i++){
??for(j=0;j<n;j++)
???printf("%c? ",maze_char[i][j]);
??printf("\n");
?}
?search(0);

??? for(i=0;i<count;i++){
??if(remark[i].i==end_i&&remark[i].j==end_j){
???j=i;
???while(remark[j].pre>=0){
????maze_char[remark[j].i][remark[j].j]='+';
????j=remark[j].pre;
???}
??}
??else
???maze_char[remark[i].i][remark[i].j]='-';
?}
?maze_char[remark[0].i][remark[0].j]='+';
??? printf("***************************************************\n");
?for(i=0;i<m;i++){
??for(j=0;j<n;j++)
???printf("%c? ",maze_char[i][j]);
??printf("\n");
?}
??? //把改变后的maze_char写到文件file4_answer.txt中
??? if((fp=fopen("document/file4_answer.txt","w"))==NULL)
?{
??printf("can not open the file!!!\n");
??exit(0);
?}??
?for(i=1;i<m-1;i++){
??for(j=1;j<n-1;j++)
??{
??????????? fputc(maze_char[i][j],fp);
???fputc(' ',fp);
??}
??fputc('\n',fp);
?}
?if(fclose(fp))
?{
??printf("can not close the file!!!\n");
??exit(0);
?}
?}

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