实现顺序栈或循环队列的存储实现顺序栈或循环队列的存储一一需求分析需求分析理解栈的特性“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，还将稳固对这种结构的构造方法的理解。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 棋盘如下图 。输入：任意一个起始位置；输出：无重复踏遍棋盘的结果，以数字1-64 表示行走路线。0123456701762853H41452367二二概要设计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比照顺序栈复杂的一点。顺序栈的抽象数据类型定义：顺序栈的抽象数据类型定义：ADT Stack数据对象：D=ai| ai0，1，9 ，i=0,1，2，n，n0数据关系：R=| ai-1, aiD,i=1,2，n ADT Stack本程序包含三个模块：本程序包含三个模块：1、主程序模块：void 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；各模块之间的调用关系：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2三三详细设计详细设计定义头文件和预定义定义头文件和预定义#include#define MAXSIZE 100#define N 8数据类型定义数据类型定义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; /栈指针函数声明函数声明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(); /输出马儿行走的路径起始坐标函数模块起始坐标函数模块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) /调用马儿探寻函数， 如果马儿探寻整个棋盘返回1 否则返回 0Display(); /输出马儿的行走路径else printf(无解);3探寻路径函数模块探寻路径函数模块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=number; /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1return (1);find=0; /表示没有找到下一个位置4for(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.director=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);输出路径函数模块输出路径函数模块void Display() int i,j; for(i=0;iN;i+)for(j=0;jN;j+)printf(t%d ,boardij); /输出马儿在棋盘上走过的路径printf(nn);printf(n);主程序模块主程序模块void main()5int 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); /调用起始坐标函数四四调试分析调试分析1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。2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。3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。64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。五五测试结果测试结果结果结果 1 1：结果结果 2 2：7六六实验体会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