数据结构 K3.迷宫问题（栈与队列）(深度搜索，广度搜索）

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题    目：
		迷宫问题（栈与队列），（深度搜索，广度搜索）
		[问题描述]
				利用栈操作实现迷宫问题求解。
		[基本要求]
				（1）从文件中读取数据，生成模拟迷宫地图，不少于10行10列。
				（2）给出任意入口和出口，显示输出迷宫路线。
开始日期：2019年12月25日
最后修改日期：2019年12月25日 
***********************************************************************/
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>

#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define STACK_INIT_SIZE 100//存储空间初始分配量
#define STACKINCREMENT 10//存储空间分配增量 
#define OVERFLOW -2
#define MAXSIZE 20

typedef int Status;

typedef struct
{
 int x;
 int y;
}position;

typedef position SElemType;

typedef struct
{
	SElemType *base;//在栈构造之前和销毁之后，base的值为NULL
	SElemType *top;//栈顶指针
	int stacksize;//当前已分配的存储空间，以元素为单位 
}SqStack;


Status InitStack(SqStack &S)
//构造一个空栈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 DestroyStack(SqStack &S)
//初始条件：栈S已存在
//操作结果：栈S被销毁
{
	S.top=NULL;
	free(S.base);
	S.stacksize=0;
	return OK;
}

Status ClearStack(SqStack &S)
//初始条件：栈S已存在
//操作结果：将S清为空栈 
{
	S.top=S.base;
	S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;
	return OK;
} 

Status StackEmpty(SqStack S)
//初始条件：栈S已存在
//操作结果：若栈S为空栈，则返回TRUE，否则FALSE
{
	if(S.base==S.top)
		return TRUE;
	else 
		return FALSE;	
}

Status StackLength(SqStack S)
//返回S的元素个数，即栈的长度
{
	return S.top-S.base;	
} 

Status GetTop(SqStack S,SElemType &e)
//栈S存在且非空
//用e返回S的栈顶元素
{
	if(S.top==S.base)
		return ERROR;
	e =*(S.top-1);
	return OK;
}

Status Push(SqStack &S,SElemType e)
//栈S已存在
//插入元素e为新的栈顶元素
{
	if((S.top-S.base==S.stacksize)||(S.top-S.base>S.stacksize))//栈满 追加空间
	{
		S.base=(SElemType*)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCREMENT )*sizeof(SElemType));
		if(!S.base)
			return ERROR;//分配内存失败
		S.top = S.base+S.stacksize;
		S.stacksize=S.stacksize+STACKINCREMENT ;
	}
	*S.top++=e;
	return OK; 
} 

Status Pop(SqStack &S,SElemType &e)
//若栈不空，则删除S的栈顶元素，用e返回其值，并返回OK；否则返回ERROR;
{
	if(S.base==S.top)
		return ERROR;
	e=*(S.top-1);
	S.top--; 
	return OK;	
} 

Status visit(SElemType e)
{
	printf("%d\t",e);
	return OK; 
}

Status StackTraverse(SqStack S,Status (*visit)(SElemType e)) 
//栈S已经存在且非空
//从栈底到栈顶依次对S的每个元素调用visit(),一旦visit()失败，则操作失败。 
{
	if(S.base==S.top)
		return ERROR;
	while(!StackEmpty(S))
	{
		if(!visit(*(S.base)))
			return ERROR;
		S.base++;
	}
	return OK;
} 

Status CreateFile(int m,int n)
{
	char elem;
	FILE *fp;
	if((fp=fopen("maze_16.txt","w"))==NULL)
	{
		printf("->打开文件失败...\n");
		exit(0);
	}
	srand(time(0));  // 产生一个随机种子 
	for(int x=1;x<=m;x++)
	{
		for(int y=1;y<=n;y++)
		{
			elem=48+rand()%2;
			if(y!=n)
				fprintf(fp,"%c ",elem); 
			else
				fprintf(fp,"%c\n",elem);
		}
	}
	fclose(fp);
	return OK;
}

Status CreateMaze(char maze[MAXSIZE][MAXSIZE],int m,int n,SElemType &p,SElemType &out) 
{
	FILE *fp;
	if((fp=fopen("maze_16.txt","r"))==NULL)
	{
		printf("->打开文件失败...\n");
		exit(0);
	}
	int x,y;
	char elem;
	n=m;
	printf("->迷宫矩阵的大小为:%d * %d\n", m, m); 
	for(x=1;x<=m;x++)
	{
		for(y=1;y<=n;y++)
		{

			if(y!=n)
				fscanf(fp,"%c ",&maze[x][y]); 
			else
				fscanf(fp,"%c\n",&maze[x][y]); 
		}
	}
	fclose(fp);
	printf("->请给定出口及入口坐标：\n");
	printf("->入口：");
	scanf("%d%d",&x,&y);
	maze[x][y]='0'; 
	p.x=x;
	p.y=y;
	printf("->出口：");
	scanf("%d%d",&x,&y);
	maze[x][y]='0' ;
	out.x=x;
	out.y=y;
	return OK;
}

Status Operate(int move[4][2],char maze[MAXSIZE][MAXSIZE],int m,int n,SElemType p,SElemType out)
//探路
{
	SqStack S;
	InitStack(S);
	SElemType q;
//	p.x=1;
//	p.y=1;
	Push(S,p);
	maze[1][1]='.';
	int flag=0;
	int i=0;
	int x,y;
	
	//开始寻找出口
	do
	{
		GetTop(S,p);
		flag=0;
		i=0;
		while((flag==0) && (i<4))
		{
			x=p.x+move[i][0];
			y=p.y+move[i][1];
			if(maze[x][y]=='0')
			{
				p.x=x;
				p.y=y;
				Push(S,p);
				maze[x][y]='.';
				flag=1;
			}
			i++;
		}
		if(i==4)
		{
			maze[p.x][p.y]='*';
			Pop(S,q);
		//	S.top--;
		}
		
	}while(!StackEmpty(S) && ((p.x!=out.x) || (p.y!=out.y))); 
	if(StackEmpty(S))
	{
		printf("->没有路径\n");
	}
	else
	{
		printf("\n->有路径\n");
	}
	
	printf("\n->探路踪迹：\n");
	for(int i=1;i<=m;i++)
	{
		for(int j=1;j<=n;j++)
			printf("%c",maze[i][j]);
		printf("\n");
	}
	
	return OK;
} 

Status PrintMaze(char maze[MAXSIZE][MAXSIZE],int m,int n)
{
	printf("\n->原始迷宫：\n");
	for(int i=1;i<=m;i++)
	{
		for(int j=1;j<=n;j++)
			printf("%c",maze[i][j]);
		printf("\n");
	}
	return OK; 
}

int main()
{
	int m=10,n=10;
	SElemType p,out;
	char maze[MAXSIZE][MAXSIZE];
	int move[4][2]={{0,1},{1,0},
                	{0,-1},{-1,0}};
    //CreateFile(m,n);
    CreateMaze(maze,m,n,p,out);
    PrintMaze(maze,m,n);
    printf("->迷宫创建成功\n\n");
    Operate(move,maze,m,n,p,out);
    return 0;
} 
```c