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1、实验二电路布线问题1.问题定义及需求分析1.1课题目的和任务问题描述:印刷电路板将布线区域划分为n╳n个方格阵列。在布线时,电路只能沿直线或直角布线。为避免线路相交,已布线的方格要做封锁标记。设起始位置为a,终止位置为b,求解电路布线问题。实验要求:设计印刷电路板的布线模拟程序。1)采用栈或队列等数据结构。2)采用穷举法的回溯搜索,求a到b可能的布线线路。3)推荐采用层次优先搜索,求a到b最优的布线线路。1.2数据形式输入数据形式:通过生成随机数的函数随机生成一个矩阵。输入值的范围:生成的矩阵中的数值为int型,为0
2、或者1,其中0表示死路,1表示通路。输出数据形式:输出到显示器。1.3程序功能随机给定一个线路分布矩阵,利用穷举法,通过栈的应用,求出从a到b的可能布线线路;采用层次优先搜索,通过队列的应用,求出a到b的最优布线线路。1.4测试数据测试数据为随机生成的矩阵。2.概要设计2.1抽象数据类型需要定义一个位置类型的数据,里面包含int型的x和y坐标,用来记录位置信息;再定义一个SWire的通道块数据类型,里面包含该通道块的位置数据,在路径上的序号和方向信息;另外还需要构建栈和队列的基本结构类型。2.2主程序流程及各模块之间
3、的调用关系1.详细设计3.1存储结构实现typedefstruct{//位置intx;inty;}Position;typedefstruct{//移动标记intord;Positionseat;intdi;}SWire;typedefstruct{//栈SWire*base;SWire*top;intstacksize;}Stack;typedefstructQNode{//队列Positiondata;structQNode*next;}QNode,*QP;typedefstruct{QPfron;QPrear;
4、}LinkQ;3.2负责模块的伪码算法(1)intWirePath(int**Board,Positionstart,Positionfinish){//寻找路径算法//若有从电路板的入口start到出口end的通道,则求得一条存放在栈中//(从栈底到栈顶)InitStack(S);curpos=start;//设定当前位置为入口位置curstep=1;//探索第一步do{if(Pass(S,curpos)){//当前位置可通过,即是未曾走到的通道块FootPrint(curpos);//留下足迹e=(curstep
5、,curpos,1);Push(S,e);//加入路径if(curpos==finish){//到达出口(终点)PrintStack(S);//输出路径Printf(电路板的搜寻图)}return1;//返回}NextPos(curpos,1);//下一位置是当前位置的东邻curstep++;//探索下一步}else{//当前位置不能通过Pop(S,e);if(S.top!=S.base){//栈空while(e.di==5&&S.top!=S.base){MarkPrint(e.seat);Pop(S,e);//留
6、下不能通过的标记,并退回一步}}if(e.di<5){e.di++;Push(S,e);//换下一个方向探索NextPos(e.seat,e.di);//设定当前位置是该新方向//上的相邻块curpos.x=e.seat.x;curpos.y=e.seat.y;}}}while(S.base!=S.top);printf(没有通路);printf(电路板的搜寻图);return0;}(2)intFindShortWay(int**Board,Positionstart,Positionfinish){//搜寻最短布线
7、路径算法if(finish==start){//到达终点,结束MShortPath=0;return1;}curpos=start;//标记当前位置if(Board[start.x][start.y]==0){没有通路!return0;}Board[start.x][start.y]=2;//有通路,则令其值为2while(1){//将第一个通道块赋值2,并将其相邻通道块从右开始,按顺时//针依次入队列,当队列不空时,出队列一个通道块,对其相邻通道块做相//同操作,直至所有的未标记通路通道块都被标记后为止。for(i
8、=1;i<5;i++){//对其相邻通道块赋值neighbour=curpos;NextPos(neighbour,i);if(Board[neighbour.x][neighbour.y]==1
9、
10、Board[neighbour.x][neighbour.y]==-1
11、
12、Board[neighbour.x][neighbour.y]==-3)