c++课程设计之迷宫游戏

第一章 任务概述
1.1背景
1.2总体任务要求
第二章 需求分析
2.1总体需求概述
2.2功能需求
2.3非功能需求
第三章 概要设计
3.1总体架构设计
3.2关键流程设计
第四章 详细设计
4.1界面详细设计
4.2数据结构详细设计

一、任务概述
1.1背景

以一个m*n的长方阵表示迷宫，0和1分别表示迷宫中的通路和障碍。设计一个程序，对任意设定的迷宫，求出一条从入口到出口的通路，或得出没有通路的结论。

1.2总体任务要求

（1）实现一个以链表作存储结构的栈类型，然后编写一个求解迷宫的非递归程序。求得的通路一三元组（i，j，d）的形式输出，其中：（i，j）指示迷宫中的一个坐标，d表示走到下一坐标的方向。
（2）编写递归形式的算法，求得迷宫中所有可能的通路；
（3）以方阵形式输出迷宫及其通路

二、需求分析

2.1总体需求概述

该程序可随机生成指定大小的迷宫，该迷宫有三种可能：1.无通路2.有一条通路3.有多条通路。通过可视化界面清晰地展示出通路。

2.2功能需求

（1）生成迷宫：通过指定长和宽随机生成对应大小的迷宫。
（2）有无通路：在生成迷宫的同时若无通路则弹出提示。
（3）若有通路：动态地指示出从起点到终点的一条通路、所有通路、最短通路。 2.3非功能需求 该程序界面应简洁清晰，操作简便，快速操作。

三、概要设计

3.1总体架构设计 使用程序时可完成以下操作：

四、详细设计

4.1界面详细设计
起始界面/功能界面

该界面为程序的界面及主界面，在控制区的迷宫高度、宽度中输入数字点击生成迷宫按钮，若不输入数值点击生成迷宫按钮则默认生成11*11的迷宫。

此时提示当前生成的迷宫没有通路，需再次点击生成迷宫，直到不提示“没有通路”即迷宫存在通路方可执行下面生成通路的操作。

此时没有提示“没有通路”，解锁生成通路的三个按钮，可点击操作。

4.2数据结构详细设计
各功能的实现思路：
（1）生成迷宫
迷宫分为三种情况：1）无通路 2）有一条通路 3）有多条通路1.将迷宫全置为障碍，将起点置为通路。2.递归地随机选取四个方向中的一个方向进行探路，若没有超出迷宫且该点为障碍则将该邻接点（与上一点之间间隔一个点）置为通路，并将邻接点与上一点的中间点置为通路。若当前点的四个方向都无法继续前进则退回上一个点，递归结束后则得到有唯一通路的迷宫。3.为实现无通路或多通路，生成迷宫范围内的随机数将若干点置为0或1。
（2）非递归求出一条通路或无通路
非递归的深度优先搜索算法：从起点出发，按照某一方向优先顺序向四周探路，走过的点设置为已访问过，压入栈中，若当前点为死路，则退回上一点，当前点出栈。直到当前点为终点。若为空，则没有通路。
（3）递归输出所有通路
深度优先搜索算法：从起点出发，按照某一方向优先顺序向四周递归地探路，将当前点设置为已访问过，将该点压入栈中，当某一方向的递归结束时，该点出栈，设置该点为未访问过，当到达终点时输出栈中的点，并将终点设置为未访问过。
（4）求迷宫最短通路
广度优先搜索算法：设置迷宫大小的二维数组用于存放每一个点的前驱。从起点出发，将起点放入队列中，按照某一方向优先顺序向四周探路，将邻接点放入队列中，记录邻接点的前驱。从终点递归输出前驱得到最短通路。

具体代码实现：
QT creator

widget.h

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H
#include 
#include "mythread.cpp"
QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui {
    class Widget; }
QT_END_NAMESPACE


class Widget : public QWidget
{
   
    Q_OBJECT


public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();




private slots:
    void on_pushButton_3_clicked();


    void on_pushButton_clicked();


    void on_pushButton_2_clicked();


    void on_pushButton_4_clicked();


    void on_pushButton_6_clicked();


private:
    Ui::Widget *ui;
    QVector<QVector<mybutton *> > btnsofwidget;
    mythread * t;
    ListStack<location> fp;
    ListStack<location> *BFS;
    ListStack<location> *DFS;


    maze m;
};
#endif // WIDGET_H

liststack.cpp

#include
#include 
using namespace std;
 template <class T>
class ListStack{
   


    //内部节点类
    public: class Node{
   
        public:
                    T data;
                    Node *next;
                     Node(T t,Node *next)
                            {
   
                                this->data=t;
                                this->next=next;
                            }
                   };




    Node  *top;
    //构造方法
    ListStack<T>()
    {
   
     top=0;
    }
    //压栈
    void push(T t)
            {
   
                Node *node=new Node(t,top);
                top=node;
            }
    //出栈
    T* pop() {
   
                if(top==0){
   
                    throw "栈为空，元素不可出栈";//c++中直接throw
                    return 0;
                }
                Node *node=top;
                top=top->next;
                return &node->data;


            }
    //打印栈
    void printStack()
            {
   
                Node *node=top;
                while(node!=0)
                {
   
                   cout<<node->data;
                    node=node->next;
                }
            }
    //判断栈是否为空
    bool isEmpty()
            {
   
                if(top==0)
                    return true;
                else
                    return false;
            }
    //倒置栈
    void revert()
        {
   
            ListStack<T> *l=new ListStack<T>();
            while(!this->isEmpty())
            {
   
                l->push(*this->pop());
            }
            this->top=l->top;


         }
};
//int main()
//{
   
//    ListStack list;
//    list.push(1);
//    list.push(2);
//    list.pop();
//    list.pop();


//    list.printStack();
//    cout<


//}

main.cpp

#include "widget.h"
#include 
#include 
#include
int main(int argc, char *argv[])
{
   




    QApplication a(argc, argv);
    Widget w;
    w.setWindowTitle("迷宫游戏 by xdl");
    w.show();
    return a.exec();




}

maze.cpp

#include"liststack.cpp"
#include
#include
#include 
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
#define random(x) (rand()%x)


template<class T>
class ArrayList
{
   
    public:
        int count;
        T  * shuzu[100];
        ArrayList()
        {
   
            for(int i=0;i<100;i++)
            shuzu[i]=0;
            count=0;
         }
         T get(int i)
         {
   
            return *shuzu[i];
         }
         int size()
         {
   
            return count;
         }
         void add(T &t)//传地址的要传引用，否则地址会消失，变成空指针！
         {
   
            shuzu[count]=&t;
             count++;
         }
         void print()
         {
   
            for(int i=0;i<100;i++)
            {
   
                if(shuzu[i]!=0)
                {
   
                    cout<<*shuzu[i]<<endl;
                 }
                 else
                 break;
             }
          }


};






class location {
   
    public:
    int x;//横纵坐标
    int y;


    //空白构造方法
    location()
    {
   


    }
     location(int x,int y)
    {
   
        this->x=x;
        this->y=y;
    }


    //重写输出运算符
     friend ostream& operator<<(ostream& out,const location& obj)
{
   
        std::string a = std::to_string(obj.x);
        std::string b = std::to_string(obj.y);
    out<<"location[x="+a+"y="+b+"]"<<endl;
    return out;
}


     //重写不等于运算符
             friend bool operator==(const location& obj1,const location& obj2)
     {
   
             if(obj1.x==obj2.x&&obj1.y==obj2.y)
             return true;
             else
             return false;
     }
         friend bool operator!=(const locat