实验二-电路布线问题

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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)