迷宫问题

//------------------- 公用的常量和类型 ----------------------------
#include<stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
//函数结果状态代码
#define    TRUE    1
#define    FALSE    0
#define    OK        1
#define    ERROR    0
#define    INFEASIBLE    -1
#define OVERFLOW    -2    

typedef int    Status;                //函数的返回值
typedef int DirectiveType;        //下一个通道方向

#define RANGE    100            //迷宫大小

#define STACK_INIT_SIZE 100
#define STACKINCREMENT    10

//------------  栈的顺序存储实现  ------------------------------
typedef struct{
	int row;
	int col;
}PosType;

typedef struct{
	int                step;    //当前位置在路径上的"序号"
	PosType            seat;    //当前的坐标位置
	DirectiveType    di;        //往下一个坐标位置的方向
}SElemType;

typedef struct{
	SElemType *base;
	SElemType *top;
	int stacksize;
}SqStack;

//----------------- 栈的基本操作的算法实现 --------------------------------
Status InitStack(SqStack &s){
	s.base = (SElemType * ) malloc(STACK_INIT_SIZE * sizeof(SElemType));
	if(!s.base) exit(OVERFLOW);
	s.top=s.base;
	s.stacksize=STACK_INIT_SIZE;
	return OK;
}

Status GetTop(SqStack s, SElemType &e ){
	if( s.top == s.base) return ERROR;
	e = *(s.top-1);
	return OK;
}

Status Push(SqStack &s, SElemType e){
	if(s.top-s.base >= s.stacksize){    //栈满，追加存储空间
		s.base = (SElemType *)realloc(s.base,(s.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType));
		if(!s.base) exit(OVERFLOW);
		s.top = s.base + s.stacksize;
		s.stacksize += STACKINCREMENT;
	}
	*s.top++ = e;
	return OK;
}

Status Pop(SqStack &s, SElemType &e){
	if(s.top==s.base)return ERROR;
	e = * --s.top;
	return OK;
}

int StackEmpty(SqStack s)
{
	return s.base == s.top;
}

Status ClearStack(SqStack &s)
{
	s.top = s.base;
	return OK;
}


//-------------------- 迷宫程序 ----------------------------------
/**//**************************************************************
	迷宫问题算法:  从入口出发,顺着某一个方向进行探索,若能走通,则继续
	前进;否则沿着原路退回,换一个方向继续探索,直至出口位置,求得一条通路,
	假如所有可能的通路都探索到而未能达到出口,则所设定的迷宫没有通路.
	说明:可通: 未增走到过的通道快.
	*********************************************************/
#define ROW 9        //迷宫的行数
#define COL 8       //迷宫的列数

typedef struct{
	int m,n;
	int arr[RANGE][RANGE];
}MazeType;            //迷宫类型

Status InitMaze(MazeType &maze, int a[][COL], int row, int col){
	//按照用户输入的row行和col列的二维数组(0/1)
	//设置迷宫maze的初值,包括加上边缘一圈的值
	int i,j;
	for(i=1;i<=row;i++){
		for(j=1;j<=col;j++){
			maze.arr[i][j] = a[i-1][j-1];
		}
	}
	//加上围墙
	for(j=0;j<=col+1;j++){
		maze.arr[0][j] = maze.arr[row+1][j]=1;
	}
	for(i=0;i<=row+1;i++){
		maze.arr[i][0] = maze.arr[i][col+1]=1;
	}
	maze.m = row, maze.n = col;
	return OK;
}

Status Pass(MazeType maze,PosType curpos){
	//判断当前节点是否通过
	return maze.arr[curpos.row][curpos.col] == 0;
}

Status FootPrint(MazeType &maze,PosType curpos){
	//留下足迹
	maze.arr[curpos.row][curpos.col]='*';
	return OK;
}

Status MarkPrint(MazeType &maze,PosType curpos){
	//留下不能通过的标记
	maze.arr[curpos.row][curpos.col]='@';
	return OK;
}

SElemType CreateSElem(int step, PosType pos, int di){    
	SElemType e;
	e.step = step; e.seat = pos; e.di = di;
	return e;
}

PosType NextPos(PosType curpos, DirectiveType di){
	//返回当前节点的下一节点
	PosType pos = curpos;
	switch(di)
	{
	case 1:        //东
		pos.col++;
		break;
	case 2:        //南
		pos.row++;
		break;
	case 3:        //西
		pos.col--;
		break;
	case 4:        //北
		pos.row--;
		break;
	}
	return pos;
}

Status PosEquare(PosType pos1, PosType pos2){
	//判断两节点是否相等
	return pos1.row==pos2.row && pos1.col==pos2.col ;
}

void PrintMaze(MazeType maze,int row,int col){
	//打印迷宫信息
	for(int i=1;i<=row;i++){
		for(int j=1;j<=col;j++){
			switch(maze.arr[i][j])
			{
			case 0:
				printf("  ");
				break;
			case '*':
				printf("* ");
				break;
			case '@':
				printf("@ ");
				break;
			case 1:
				printf("# ");
				break;
			}            
		}
		printf(" ");
	}
}

Status MazePath(MazeType &maze,PosType start, PosType end){
	//求解迷宫maze中,从入口start到出口end的一条路径
	//若存在,返回TRUE,否则返回FALSE
	SqStack s;SElemType e;
	InitStack(s);
	PosType curpos = start;
	int curstep = 1;                //探索第一部
	do{
		if( Pass(maze,curpos) ){    //如果当前位置可以通过,即是未曾走到的通道块
			FootPrint(maze,curpos);            //留下足迹
			e = CreateSElem(curstep,curpos,1);    //创建元素
			Push(s,e);
			if( PosEquare(curpos,end) )    return TRUE;
			curpos =NextPos(curpos,1);            //获得下一节点:当前位置的东邻
			curstep++;                            //探索下一步
		}else{                        //当前位置不能通过
			if(!StackEmpty(s)){
				Pop(s,e);
				while(e.di==4 && !StackEmpty(s) ){
					MarkPrint(maze,e.seat); Pop(s,e);curstep--;    //留下不能通过的标记,并退回一步
				}
				if(e.di<4){
					e.di++; Push(s,e);            //换一个方向探索
					curpos = NextPos(e.seat,e.di);    //求下一个节点
				}
			}
		}
	}while(!StackEmpty(s));
	return FALSE;
}


/**************** 测试 ***********************************/
void main()
{    
	int a[ROW][COL];
	printf("enter the maze's data: ");
	for(int i=0;i<ROW;i++)
	{
		for(int j=0; j<COL;j++)
		{
			scanf("%d",&a[i][j]);
		}
	}
	PosType start,end;
	start.row = 1;start.col=1;
	end.row = 9; end.col = 8;
	MazeType maze;
	InitMaze(maze,a,ROW,COL);
	Status ok = MazePath(maze,start,end);
	if(ok) PrintMaze(maze,ROW,COL);
	else  printf("没有找到通路");
}