// algo3-5.cpp 利用棧求解迷宮問題(只輸出一個解，算法3.3)
  #include<string.h>
 #include<ctype.h>
 #include<malloc.h> // malloc()等
 #include<limits.h> // INT_MAX等
 #include<stdio.h> // EOF(=^Z或F6),NULL
 #include<stdlib.h> // atoi()
 #include<io.h> // eof()
 #include<math.h> // floor(),ceil(),abs()
 #include<process.h> // exit()
 #include<iostream.h> // cout,cin
 // 函數結果狀態代碼
 #define TRUE 1
 #define FALSE 0
 #define OK 1
 #define ERROR 0
 #define INFEASIBLE -1
 // #define OVERFLOW -2 因為在math.h中已定義OVERFLOW的值為3,故去掉此行
 typedef int Status; // Status是函數的類型,其值是函數結果狀態代碼，如OK等
 typedef int Boolean; // Boolean是布爾類型,其值是TRUE或FALSE

 struct PosType // 迷宮坐標位置類型
 {
   int x; // 行值
   int y; // 列值
 };

 #define MAXLENGTH 25 // 設迷宮的最大行列為25
 typedef int MazeType[MAXLENGTH][MAXLENGTH]; // 迷宮數組類型[行][列]

 // 全局變量
 MazeType m; // 迷宮數組
 int x,y; // 迷宮的行數，列數
 PosType begin,end; // 迷宮的入口坐標,出口坐標

 void Print()
 { // 輸出迷宮的解(m數組)
   int i,j;
   for(i=0;i<x;i++)
   {
     for(j=0;j<y;j++)
       printf("%3d",m[i][j]);
     printf("\n");
   }
 }

 void Init(int k)
 { // 設定迷宮布局(墻為值0,通道值為k)
   int i,j,x1,y1;
   printf("請輸入迷宮的行數,列數(包括外墻)：");
   scanf("%d,%d",&x,&y);
   for(i=0;i<x;i++) // 定義周邊值為0(外墻)
   {
     m[0][i]=0; // 行周邊
     m[x-1][i]=0;
   }
   for(i=0;i<y-1;i++)
   {
     m[i][0]=0; // 列周邊
     m[i][y-1]=0;
   }
   for(i=1;i<x-1;i++)
     for(j=1;j<y-1;j++)
       m[i][j]=k; // 定義除外墻，其余都是通道，初值為k
   printf("請輸入迷宮內墻單元數：");
   scanf("%d",&j);
   printf("請依次輸入迷宮內墻每個單元的行數,列數：\n");
   for(i=1;i<=j;i++)
   {
     scanf("%d,%d",&x1,&y1);
     m[x1][y1]=0; // 修改墻的值為0
   }
   printf("迷宮結構如下:\n");
   Print();
   printf("請輸入入口的行數,列數：");
   scanf("%d,%d",&begin.x,&begin.y);
   printf("請輸入出口的行數,列數：");
   scanf("%d,%d",&end.x,&end.y);
 }
 int curstep=1; // 當前足跡，初值(在入口處)為1
 struct SElemType // 棧的元素類型
 {
   int ord; // 通道塊在路徑上的＂序號＂
   PosType seat; // 通道塊在迷宮中的＂坐標位置＂
   int di; // 從此通道塊走向下一通道塊的＂方向＂(0～3表示東～北)
 };

 #include"c3-1.h" // 采用順序棧存儲結構
 #include"bo3-1.cpp" // 采用順序棧的基本操作函數

 // 定義墻元素值為0，可通過路徑為1，不能通過路徑為-1，通過路徑為足跡
 Status Pass(PosType b)
 { // 當迷宮m的b點的序號為1(可通過路徑)，返回OK；否則，返回ERROR
   if(m[b.x][b.y]==1)
     return OK;
   else
     return ERROR;
 }

 void FootPrint(PosType a)
 { // 使迷宮m的a點的值變為足跡(curstep)
   m[a.x][a.y]=curstep;
 }

 void NextPos(PosType &c,int di)
 { // 根據當前位置及移動方向，求得下一位置
   PosType direc[4]={{0,1},{1,0},{0,-1},{-1,0}}; // {行增量,列增量},移動方向,依次為東南西北
   c.x+=direc[di].x;
   c.y+=direc[di].y;
 }

 void MarkPrint(PosType b)
 { // 使迷宮m的b點的序號變為-1(不能通過的路徑)
   m[b.x][b.y]=-1;
 }

 Status MazePath(PosType start,PosType end) // 算法3.3
 { // 若迷宮m中存在從入口start到出口end的通道，則求得一條
   // 存放在棧中(從棧底到棧頂)，并返回TRUE；否則返回FALSE
   SqStack S; // 順序棧
   PosType curpos; // 當前位置
   SElemType e; // 棧元素
   InitStack(S); // 初始化棧
   curpos=start; // 當前位置在入口
   do
   {
     if(Pass(curpos))
     { // 當前位置可以通過，即是未曾走到過的通道塊
       FootPrint(curpos); // 留下足跡
       e.ord=curstep;
       e.seat=curpos;
       e.di=0;
       Push(S,e); // 入棧當前位置及狀態
       curstep++; // 足跡加1
       if(curpos.x==end.x&&curpos.y==end.y) // 到達終點(出口)
         return TRUE;
       NextPos(curpos,e.di); // 由當前位置及移動方向，確定下一個當前位置
     }
     else
     { // 當前位置不能通過
       if(!StackEmpty(S)) // 棧不空
       {
         Pop(S,e); // 退棧到前一位置
         curstep--; // 足跡減1
         while(e.di==3&&!StackEmpty(S)) // 前一位置處于最后一個方向(北)
         {
           MarkPrint(e.seat); // 在前一位置留下不能通過的標記(-1)
           Pop(S,e); // 再退回一步
           curstep--; // 足跡再減1
         }
         if(e.di<3) // 沒到最后一個方向(北)
         {
           e.di++; // 換下一個方向探索
           Push(S,e); // 入棧該位置的下一個方向
           curstep++; // 足跡加1
           curpos=e.seat; // 確定當前位置
           NextPos(curpos,e.di); // 確定下一個當前位置是該新方向上的相鄰塊
         }
       }
     }
   }while(!StackEmpty(S));
   return FALSE;
 }

 void main()
 {
   Init(1); // 初始化迷宮，通道值為1
   if(MazePath(begin,end)) // 有通路
   {
     printf("此迷宮從入口到出口的一條路徑如下:\n");
     Print(); // 輸出此通路
   }
   else
     printf("此迷宮沒有從入口到出口的路徑\n");
 }