基于栈的数据结构实现走迷宫最短路径（java）

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#java #数据结构 #迷宫

本文介绍了如何使用Java中的ArrayList作为栈数据结构来实现迷宫的最短路径搜索。通过栈的先进后出特性，遍历迷宫网格，每次从栈顶取出节点，检查其上、右、下、左四个方向是否可行且未被遍历，直到找到出口或栈为空。文章还提供了实验结果分析和关键代码示例。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

基于栈的数据结构实现走迷宫的最短路径（java）

语言：JAVA 开发平台：Eclipse

目的

一个迷宫如图所示，它有一个入口和出口，其中白色单元表示通路，黑色单元表示路不通。寻找一条从入口到出口的路径，每步只能从一个白色单元走到相邻的白色单元，直至出口。使用栈实现走迷宫的功能，演示走迷宫的过程。
在这里插入图片描述

数据结构设计

用ArrayList 作为栈的数据结。ArrayList是java中Collection集合中线性表，可以通过add.remove操作添加删除元素，coordition是定义的内部类，用来存放一个节点的横纵坐标。这样，栈中的每个元素就是迷宫中一个位置的坐标。

算法思路（流程）

寻路算法(若存在路径，返回true；若不存在，返回false)：
while 栈非空
获取栈顶元素temp = stack.getTop
if temp是出口位置
跳出循环
else 继续向下执行
if temp上边可走 and temp上边未遍历
把temp所在位置标记为已遍历，将temp 上边的位置加入栈顶
进入下一次循环
if temp右边可走 and temp右边未遍历
把temp所在位置标记为已遍历，将temp 右边的位置加入栈顶
进入下一次循环
if temp下边可走 and temp下边未遍历
把temp所在位置标记为已遍历，将temp 下边的位置加入栈顶
进入下一次循环
if temp左边可走 and temp左边未遍历
把temp所在位置标记为已遍历，将temp 左边的位置加入栈顶
进入下一次循环
上下左右都不可走，标记temp为已读，并从栈中移出，进入

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#include using std::cout; using std::cin; #include #include #include #define OVERFLOW -2 #define INIT_SIZE 100 //存储空间初始分配量 #define INCREMENT 10 //存储空间分配增量 typedef struct{ int r; int c; }PostType;//迷宫中r行c列的位置 typedef struct{ int ord; //当前位置在路径上的序号 PostType seat;//当前坐标 int di; //往下一坐标的方向 }SElemType; //栈元素类型 typedef struct{ SElemType* base;//栈基址,构造前销毁后为空 SElemType* top;//栈顶 int stackSize; //栈容量 }Stack; //栈类型 int InitStack(Stack &S){ //构造空栈s S.base=(SElemType*)malloc(INIT_SIZE *sizeof(SElemType)); if(!S.base) exit(OVERFLOW);//存储分配失败 S.top=S.base; S.stackSize=INIT_SIZE; return 0; } int StackEmpty(Stack S)//若s为空返回TRUE,否则返回FALSE { if(S.top==S.base) return 1; return 0; } int Push(Stack &S,SElemType e){ //插入元素e为新的栈顶元素 if(S.top-S.base >=S.stackSize){//栈满，加空间 S.base=(SElemType *)realloc(S.base,(S.stackSize+INCREMENT)*sizeof(SElemType)); if(!S.base) exit(OVERFLOW); //存储分配失败 S.top=S.base+S.stackSize; S.stackSize+=INCREMENT; } *S.top++=e; return 1; } int Pop(Stack &S,SElemType &e){//若栈不空删除栈，顶元素用e返回 if(S.top==S.base) return 0; e=*--S.top; return 1; } int DestroyStack(Stack &S){//销毁栈S, free(S.base); S.top=S.base; return 1; } #define MAXLEN 16//迷宫包括外墙最大行列数目 typedef struct{ int r; int c; char adr[MAXLEN][MAXLEN]; }MazeType; //迷宫类型 int InitMaze(MazeType &maze){ //初始化迷宫若成功返回TRUE,否则返回FALSE int i,j; cout<>maze.r>>maze.c; //迷宫行和列数 for(i=0;i<=maze.c+1;i++){//迷宫行外墙 maze.adr[0][i]='#'; maze.adr[maze.r+1][i]='#'; } for(i=0;i<=maze.r+1;i++){//迷宫列外墙 maze.adr[i][0]='#'; maze.adr[i][maze.c+1]='#'; } for(i=1;i<=maze.r;i++) for(j=1;j<=maze.c;j++) maze.adr[i][j]=' ';//初始化迷宫 int m=1,n=maze.c; for(m;m1;n--) maze.adr[6][n]='#'; maze.adr[4][5]='#'; maze.adr[4][6]='#'; maze.adr[3][3]='#'; maze.adr[3][2]='#'; maze.adr[5][7]='#'; maze.adr[5][6]='#'; maze.adr[8][3]='#'; maze.adr[7][2]='#'; maze.adr[7][5]='#'; return 1; }//InitMaze int Pass(MazeType maze,PostType curpos){ if(maze.adr[curpos.r][curpos.c]==' ') return 1; else return 0; }//Pass int FootPrint(MazeType &maze,PostType curpos){ //若走过并且可通返回TRUE,否则返回FALSE //在返回之前销毁栈S maze.adr[curpos.r][curpos.c]='!';//"*"表示可通 return 1; }//FootPrint PostType NextPos(PostType &curpos,int i){ //指示并返回下一位置的坐标 PostType cpos; cpos=curpos; switch(i){ case 1 : cpos.c+=1; break; case 2 : cpos.r+=1; break; case 3 : cpos.c-=1; break; case 4 : cpos.r-=1; break; default: exit(0); } return cpos; }//Nextpos int MarkPrint(MazeType &maze,PostType curpos){ maze.adr[curpos.r][curpos.c]='@';//"@"表示曾走过但不通 return 1; } int MazePath(MazeType &maze,PostType start,PostType end){ //若迷宫maze存在从入口start到end的通道则求得一条存放在栈中 Stack S; PostType curpos; int curstep;//当前序号,1.2.3.4分别表示东,南,西,北方向 SElemType e; InitStack(S); curpos=start; //设置"当前位置"为"入口位置" curstep=1; //探索第一步 do{ if(Pass(maze,curpos)){//当前位置可以通过,即是未曾走到过的通道 FootPrint(maze,curpos);//留下足迹 e.ord=curstep; e.seat=curpos; e.di=1; Push(S,e); //加入路径 if(curpos.r==end.r&& curpos.c==end.c) if(!DestroyStack(S))//销毁失败 exit(OVERFLOW); else return 1; //到达出口 else{ curpos=NextPos(curpos,1); //下一位置是当前位置的东邻 curstep++; //探索下一步 } } else{ //当前位置不通 if(!StackEmpty(S)){ Pop(S,e); while(e.di==4 && !StackEmpty(S)){ MarkPrint(maze,e.seat); Pop(S,e); //留下不能通过的标记,并退一步 } if(e.di < 4){ e.di++;//换下一个方向探索 Push(S,e); curpos=NextPos(e.seat,e.di);//设定当前位置是该新方向上的相邻位置 } } } }while(!StackEmpty(S)); if(!DestroyStack(S))//销毁失败 exit(OVERFLOW); else return 0; }//MazePath void PrintMaze(MazeType &maze){ //将标记路径信息的迷宫输出 int i,j; cout<<"\n——!为所求迷宫路线路线——:\n\n"; cout<<" "; for(i=0;i<=maze.r+1;i++)//打印列数名 cout<<" "<<i; cout<<"\n\n"; for(i=0;i<=maze.r+1;i++){ cout<<" "<<i;//打印行名 for(j=0;j<=maze.c+1;j++) cout<<" "<<maze.adr[i][j];//输出迷宫路径 cout<<"\n\n"; } } void main(){ MazeType maze; PostType start,end; char cmd; do{ cout<<"-------建立迷宫--------\n"; if(!InitMaze(maze)){ cout<<"\n——建立有误——!!!\n"; exit(OVERFLOW); } do{ cout<>start.r>>start.c; if(start.r>maze.r || start.c>maze.c){ cout<maze.r || start.c>maze.c); do{ cout<>end.r>>end.c; if(end.r>maze.r || end.c>maze.c){ cout<maze.r || end.c>maze.c); if(!MazePath(maze,start,end)) cout<<"\n不能求得路径!\n"; else PrintMaze(maze); cout<>cmd; }while(cmd=='y' || cmd=='Y'); }
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采用迪佳斯特拉算法，计算10000个城市中100000条路径的最短路径，并将最短路径和城市点绘制在谷歌地图上。
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#include&lt;stdio.h&gt; #include&lt;stdlib.h&gt; #include&lt;string.h&gt; #include&lt;iostream&gt; using namespace std; #define STACK_INIT_SIZE 100 #define STACKINCREMENT 10 #define TURE 1 #define FA...
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