c++用队列写的迷宫代码

### C++迷宫求解程序解析 #### 一、程序概述 本程序使用C++语言编写，通过队列实现对迷宫的最短路径搜索。程序可以读取用户输入的迷宫尺寸、起点与终点坐标，并允许用户指定墙壁的位置。在获取到所有必要的输入后，程序会自动计算出从起点到终点的最短路径，并打印出路径所经过的坐标以及完整的迷宫图。 #### 二、程序结构与功能模块 ##### 1. 定义与初始化 程序首先定义了一些基本的数据结构和变量： - `#define Maxsize 100`：定义迷宫的最大尺寸为100×100。 - `struct`: 定义了一个结构体类型，用于存储队列中的每个元素。该结构体包含三个整型成员：`i`、`j` 和 `pre`，分别表示当前节点的行坐标、列坐标及其前驱节点在队列中的位置。 - `Qu[Maxsize]`: 定义了一个结构体数组，用于存储队列中的元素。 - `int x, y, xi, yi, xe, ye, front, rear`: 分别表示迷宫的行数、列数、起点坐标、终点坐标以及队列的头尾指针。 ##### 2. 迷宫创建函数 `cmg` 该函数用于根据用户输入创建一个迷宫。主要步骤如下： - 接收迷宫的行数和列数。 - 初始化迷宫数组（所有元素默认为0）。 - 输入起点和终点坐标。 - 设置迷宫边界（所有边界上的值设为1）。 - 用户可以逐个指定迷宫中的墙壁坐标。 ##### 3. 输出迷宫路径函数 `print` 该函数的功能是输出从起点到终点的最短路径。具体包括： - 遍历队列，标记并打印出路径上经过的所有节点。 - 打印迷宫的完整视图，其中路径上的节点会被特殊标记（例如使用数字6表示）。 ##### 4. 搜索算法 `search` 此函数实现了从起点到终点的最短路径搜索算法： - 使用广度优先搜索（BFS）策略。 - 通过队列维护待探索的节点，并记录已探索过的节点以避免重复探索。 - 对于每个待探索的节点，检查其四个方向的邻居节点是否可达且未被访问过。 - 如果找到目标节点，则返回成功标志。 ##### 5. 主函数 `main` 主函数是程序的入口点，负责调用其他函数并执行整个流程： - 创建迷宫。 - 调用搜索算法寻找最短路径。 - 如果找到了解决方案，则调用输出函数显示结果；否则提示用户没有找到解。 #### 三、关键知识点 ##### 1. 广度优先搜索（BFS） - **概念**：一种用于遍历或搜索树或图的算法。从根节点开始，然后遍历所有相邻节点，接着遍历下一层的所有相邻节点，以此类推。 - **应用场景**：本程序中，BFS用于从起点开始探索所有可达的路径，直到找到终点为止。 - **实现细节**：通过队列来管理待处理的节点。 ##### 2. 结构体与数组的使用 - **结构体**：用于封装相关的数据字段。 - **数组**：用于存储多个结构体实例，形成队列。 - **数组与结构体结合**：利用结构体数组实现队列的功能，便于管理和操作队列中的元素。 ##### 3. 动态规划与算法优化 虽然本程序中没有明确使用动态规划的思想，但在解决迷宫问题时，通过适当的预处理和优化策略可以提高效率。例如，在搜索过程中记录已经访问过的节点可以避免重复探索，这本质上也是一种简单的动态规划思想的应用。 #### 四、扩展思考 除了上述的基本功能外，还可以考虑增加以下功能或改进点： - **动态迷宫生成**：自动生成随机迷宫。 - **多种搜索算法**：实现深度优先搜索等其他搜索算法，并比较它们在不同场景下的性能差异。 - **图形化界面**：使用图形库（如SDL或SFML）开发图形用户界面，使用户能够更直观地与程序交互。 - **多线程支持**：利用多线程技术加速搜索过程，特别是在处理大型迷宫时可以显著提高效率。 本程序提供了一种基于队列实现的迷宫最短路径搜索方案，涉及了数据结构设计、算法实现等多个方面，对于学习C++编程以及算法设计具有一定的参考价值。