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1、数据结构 马踏棋盘实现顺序栈或循环队列的存储 一 需求分析 1.1 理解栈的特性“后进先出” 和队列的特性“先进先出”。仅仅认识到栈和队列是两种特殊的线性表是远远不够的，本次实验的目的在于更深入的了解栈和队列的特性，以便在实际问题背景下灵活运用他们。在了解他特性的基础上，还将巩固对这种结构的构造方法的理解。 1.2 要求：在国际象棋88棋盘上面，按照国际象棋规则中马的行进规则，实现从任意初始位置，每个方格只进入一次，走遍棋盘上全部64个方格。编制程序，求出马的行走路线，并按求出的行走路线，将数字1，2，64依次填入一个88的方阵，并输出它的行走路线。 输入：任意一个起始位置； 输出：无重复踏遍
2、棋盘的结果，以数字1-64表示行走路线。 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 7 6 2 8 5 3 H 4 1 4 5 2 3 6 7 二 概要设计 为了实现上述程序功能，可以采用顺序栈或者链栈来存储它的数据，本实验所需要的存储空间不是很大，不需动态的开辟很多空间，所以采用相对简单的顺序栈来存储数据，既方便有简单，而用链栈在实现上相对比顺序栈复杂的一点。 2.1顺序栈的抽象数据类型定义： ADT Stack 数据对象：D=ai| ai，i=0,1，2，n，n0 数据关系：R=| ai-1, aiD,i=1,2，n ADT Stack 2.2本程序包含三个模块： 1、主程序模块： void
3、 main 定义变量； 接受命令； 处理命令； 退出； 2、起始坐标函数模块马儿在棋盘上的起始位置； 3、探寻路径函数模块马儿每个方向进行尝试，直到试完整个棋盘； 4、输出路径函数模块输出马儿行走的路径； 2.3各模块之间的调用关系： 主程序模块 输入的初始位置是否正确 否 是 起始坐标函数模 探寻路径函数模 输出路径函数模 结束 2 三 详细设计 3.1定义头文件和预定义 #include #define MAXSIZE 100 #define N 8 3.2数据类型定义 int board88; /定义棋盘 int Htry18=1,-1,-2,2,2,1,-1,-2; /*存储马各个出口
4、位置相对当前位置行下标的增量数组*/ int Htry28=2,-2,1,1,-1,-2,2,-1; /*存储马各个出口位置相对当前位置列下标的增量数组*/ struct Stack /定义栈类型 int i; /行坐标 int j; /列坐标 int director; /存储方向 stackMAXSIZE; /定义一个栈数组 int top=-1; /栈指针 3.3函数声明 void InitLocation(int xi,int yi); /马儿在棋盘上的起始位置坐标 int TryPath(int i,int j); /马儿每个方向进行尝试，直到试完整个棋盘 void Display;
5、 /输出马儿行走的路径 3.4起始坐标函数模块 void InitLocation(int xi,int yi) int x,y; /定义棋盘的横纵坐标变量 top+; /栈指针指向第一个栈首 stacktop.i=xi; /将起始位置的横坐标进栈 stacktop.j=yi; /将起始位置的纵坐标进栈 stacktop.director=-1; /将起始位置的尝试方向赋初值 boardxiyi=top+1; /标记棋盘 x=stacktop.i; /将起始位置的横坐标赋给棋盘的横坐标 y=stacktop.j; /将起始位置的纵坐标赋给棋盘的纵坐标 if(TryPath(x,y) /调用马儿
6、探寻函数，如果马儿探寻整个棋盘返回1否则返回0 Display; /输出马儿的行走路径 else printf(无解); 3 3.5探寻路径函数模块 int TryPath(int i,int j) int find,director,number,min; /定义几个临时变量 int i1,j1,h,k,s; /定义几个临时变量 int a8,b18,b28,d8; /定义几个临时数组 while(top-1) /栈不空时循环 for(h=0;h=0&i=0&j8) /如果找到下一位置 for(k=0;k=0&i1=0&j18) /如果找到下一位置 number+; /记录条数 ah=num
7、ber; /将条数存入数组a8中 for(h=0;h8;h+) /根据可行路径条数小到大按下表排序放入数组d8中 min=9; for(k=0;kak) min=ak; dh=k; /将下表存入数组d8中 s=k; as=9; director=stacktop.director; if(top=63) /如果走完整个棋盘返回1 return (1); find=0; /表示没有找到下一个位置 4 for(h=director+1;h=0&i=0&j8) /如果找到下一位置 find=1; /表示找到下一个位置 break; if(find=1) /如果找到下一个位置进栈 stacktop.d
8、irector=director; /存储栈结点的方向 top+; /栈指针前移进栈 stacktop.i=i; stacktop.j=j; stacktop.director=-1; /重新初始化下一栈结点的尝试方向 boardij=top+1; /标记棋盘 else /否则退栈 boardstacktop.istacktop.j=0; /清除棋盘的标记 top-; /栈指针前移退栈 return (0); 3.6输出路径函数模块 void Display int i,j; for(i=0;iN;i+) for(j=0;jN;j+) printf(t%d ,boardij); /输出马儿在棋
9、盘上走过的路径 printf(nn); printf(n); 3.7主程序模块 void main 5 int i,j; int x,y; for(i=0;iN;i+) /初始化棋盘 for(j=0;jN;j+) boardij=0; for(;) printf(Please input importpoint(1=x=8 and 1=y=1&x=1&y=8)break; printf(Your input is worng!n); printf(begin with %d board:nn, 8*(x-1)+y); InitLocation(x-1,y-1); /调用起始坐标函数 四 调试分
10、析 本次实验的主要目的是在于掌握和理解栈的特性和它的应用。在编制该程序中遇到了很多问题。首先，在开始刚编制程序的时候遇到的问题是，程序编译都通不过，主要在一些细节的问题上，还有在程序的返回值在刚开始时也没有正确返回。经过编译慢慢调试，编译都能通过，没有错误和警告。 虽然编译都能通过，但是运行时却出错，程序不能终止，只有通过人工方式结束程序，可能是在某些地方出现了无限死循环了，然后在仔细检查代码，发现没有标记马儿尝试的方向director，这样的话，马儿回溯的时候，下一次又有可能走那个方向，这样就出现了死循环。 标记好马儿尝试的方向后，编译运行，但是运行结果却不符合程序所要求的结果，说明在算法上
11、肯定有错误，检查发现，马儿走的坐标没有控制后，它的横纵坐标必须控制0到7之间，否则的话马儿就会踏出棋盘以外，这样输出的结果就不对。还有就是棋盘走过的位置要标记一下，以便下次走不重复走，当回溯的时候的记得把标记给清掉，这个地方有时候也很容易混淆。 6 还有一点就是，该程序运算量大，算法复杂度高，所以运行的时候很慢，特别占内存，CPU的使用也很高，几乎都在70%到90%之间，配置低了可能还运行不了。 五 测试结果 结果1： 结果2： 7 六 实验体会 通过本次实验的编写，能够掌握栈的性质以及它的应用。这次实验花了很多时间才完成，其实本应该早完成的，在检查的过程中有多多少少修改完美了一下，不过算法思
12、想却没有改变。这个程序也让我头疼了几次，就是运行速度很慢，要等很久才能输出结果，这样的话很占内存资源，而且CPU的使用记录也很高，主要是它需要的运算太多，所以CPU 使用记录也是很高的。虽然我也参考了一些优化的算法，可以找到最优路进走，但是这些最优算法都和栈的应用失去了联系，本次的实验主要目的就是要了解栈，所以不用栈来写该程序就失去了该实验的意义。 在该程序的编制过程中留下了一些思考的问题，就是马儿从一个起点位置开始探寻，最后马儿探寻成功的路径会不会是不只一条路径，可能还有多条路径，由于时间和精力的限制没有去深究，但是这应该值的思考的。 在用顺序栈来实现该程序之前，也尝试过用链栈来做，但是发现如果用链栈来做的话，在存储调用的时候不是很方便，或许用链栈来做应该是对自己的一种挑战。尽管没有用链栈做不过，用顺寻栈来做在编制该程序中也收获不小。 8
