C++实现迷宫生成与解决

数据结构实验课要求解决一个迷宫问题，这里给定长宽用prime算法随机生成了一个迷宫并从指定起点与终点打印出了迷宫的解决方案，此处用到了栈数据结构，这里的jmc::Stack是我自己写的栈，这里就不放了，可以换成一切具有常规意义的empty、pop、push接口的栈ADT，或者直接使用std::stack就行，注意头文件的#include"Stack"也改一下

Maze.h:

#pragma once
#include
#include
#include

Maze.cpp:

#include "Maze.h"


jmc::Maze::Maze(rowType row, calType cal)
 :xyMsg(2 * row + 1, 2 * cal + 1), Map(2 * row + 1, mazeLine(2 * cal + 1, wall))
{
 // 初始化随机数生成器
 static std::random_device rd;
 static std::default_random_engine e(rd());
 static std::uniform_int_distribution<> d;

 std::map> mark{
 {wall,{}},{road,{}}
 };

 for (rowType i = 1; i < row * 2 + 1; i += 2)
 {
 for (calType j = 1; j < cal * 2 + 1; j += 2)
 {
 (*this)(i,j) = road;
 }
 }

 //随机生成起点，把边框分为四段
 auto i = d(e, decltype(d)::param_type{ 0,3 });
 auto j = i % 2 ?
 d(e, decltype(d)::param_type{ 0,(int)row - 2 }) :
 d(e, decltype(d)::param_type{ 0,(int)cal - 2 });
 switch (i)
 {
 case 0:
 _start(j, 0); break;
 case 1:
 _start(0, j - 1); break;
 case 2:
 _start(row - 1, j); break;
 case 3:
 _start(j + 1, cal - 1); break;
 }
 _start(_start.x() * 2 + 1, _start.y() * 2 + 1); //将起点对应到实际位置
 locats tmpRoad{ _start };
 locats tmpWall = findWall(_start);
 mark[road].insert(tmpRoad.begin(), tmpRoad.end());
 mark[wall].insert(tmpWall.begin(), tmpWall.end());

 while (!mark[wall].empty())
 {
 auto it = mark[wall].begin();
 std::advance(it,
 d(e, decltype(d)::param_type{ 0,(int)mark[wall].size()-1 }));
 tmpRoad = findRoad(*it); //随机将一个wall集合中的元素传入findRoad
 auto s1 = mark[road].size(); //插入set前set大小
 bool flag = false;
 for (auto& i : tmpRoad)
 {
 mark[road].insert(i);
 if (s1 != mark[road].size()) {
 s1 = mark[road].size();
 tmpWall = findWall(i);
 mark[wall].insert(tmpWall.begin(), tmpWall.end());
 flag = true;
 } 
 }
 //若size有变化，表示此wall周围的road有未标记的，将此wall置为road
 if (flag) {
 mark[road].insert(*it);
 (*this)(*it) = road;
 }
 mark[wall].erase(it);
 }
 _end(tmpRoad.back());
}

void jmc::Maze::show(const blockpic pic)
{
 size_t m{}, n{};
 for (const auto& i : Map)
 {
 for (const auto& j : i)
 {
 std::cout << pic[j];
 }
 std::cout << m++ << std::endl;
 }
 for (size_t i = 0; i < cal(); printf("%2d", i++));
}

jmc::Maze::locats jmc::Maze::findWall(const locat& p)
{
 locats ret;
 locat tmp;
 if (p.x() != 1) {
 tmp = p.up();
 if ((*this)(tmp) == wall)
 ret.push_back(tmp);
 }
 if (p.y() != 1) {
 tmp = p.left();
 if ((*this)(tmp) == wall)
 ret.push_back(tmp);
 }
 if (p.x() != row() - 2) {
 tmp = p.down();
 if ((*this)(tmp) == wall)
 ret.push_back(tmp);
 }
 if (p.y() != cal() - 2) {
 tmp = p.right();
 if ((*this)(tmp) == wall)
 ret.push_back(tmp);
 }
 return ret;
}

jmc::Maze::locats jmc::Maze::findRoad(const locat& p)
{
 assert(p.x() != 0 && p.x() != row() && p.y() != 0 && p.y() != cal());

 locats ret;
 locat tmp;

 for (auto& i : operat)
 {
 tmp = i(p);
 if ((*this)(tmp) == road)
 ret.push_back(tmp);
 }

 return ret;
}

bool jmc::Solute::solve(const locat& p)
{
 if (p == end()) return true;
 mark(p) = road;
 (*this)(p) = way;
 ans.push(p);

 for (auto& i : operat)
 {
 auto tmp = i(p);
 if (isIn(tmp) && (*this)(tmp) != wall
 && mark(tmp) != road && solve(tmp)) {
 return true;
 }
 }
 
 ans.pop();
 mark(p) = wall;
 (*this)(p) = road;
 return false;
}

主函数文件（测试用）：

#include"Maze.h"
int main(int argc, char* argv[])
{
 jmc::Solute s(30, 30);
 return 0;
}

运行截图：

输出解决路径：

当然这里也可以写成展示每一步走的动画的样子，加个延时与清屏就可以了这里就不演示了。

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持脚本之家。