Архив2 / курсач docx11 / Kursach(144)

Титульна сторінка

Зміст

Вступ 3

Постановка задачі 4

Розробка структури програмного забезпечення 5

Розробка алгоритму функціонування 8

Розробка програмного забезпечення 15

Вступ

Програма призначена для розв’язання простих лабіринтів, які складаються з клітин, які містять одиниці або нулі. Одиниці позначають зайняті клітини, на які заборонено заходити, а нулі – порожні.

Програма завантажує лабіринт із файлу, виконує побудову лабіринту, знаходить шлях до виходу (якщо він існує) і будує шлях розв’язання.

Постановка задачі

Лабіринт являє собою матрицю з одиниць і нулів і зберігається у файлі.

Для проходу по лабіринту існують наступні правила:

• Шлях починається у точці старту (позначається як «2»), а закінчується у точці фінішу (позначається як «3»).

• Клітина, що містить одиницю, вважається закритою, на неї заборонено входити.

• Ходи можливі лише на сусідні клітини, якщо вони вільні (містять нуль)

• Ходи по діагоналі заборонено

Програма повинна знаходити шлях від старту до фінішу, виводити попередження, якщо лабіринт не має розв’язання або введений невірно, а також графічно будувати лабіринт і шлях розв’язання.

Також необхідно передбачити перевірку вхідних даних на коректність і вивести попередження, якщо данні не відповідають необхідним умовам.

Алгоритм розв’язання повинен розв’язувати не лише лінійні лабіринти, а і лабіринти, що містять замкнені петлі і розгалуження.

Розробка структури програмного забезпечення

Програма містить чотири класи, які безпосередньо використовуються для виконання поставленої задачі

• Point – описує «клітину» лабіринту

• Labyrinth – описує матрицю лабіринту, яка складається з клітин

• Solver – наслідує клас Labyrinth, містить методи для розв’язання лабіринту

• vGraphics – містить методи для візуалізації роботи програми

Опис призначення полів і методів класів
Тип	Назва	Призначення
Point
Поле	value	Містить значення клітини
Поле	x	Містить x-координату клітини
Поле	y	Містить y-координату клітини
Метод	Point	Конструктор, створює нову клітину з заданими координатами і значенням
Метод	getvalue	Повертає значення клітини
Метод	getx	Повертає x-координату клітини
Метод	gety	Повертає y-координату клітини
Labyrinth
Поле	M	Містить кількість рядків лабіринту
Поле	N	Містить кількість стовбців лабіринту
Поле	Maze	Містить матрицю клітин (Point) розмірністю MxN
Метод	Labyrinth	Конструктор, створює лабіринт, заповнюючи його даними з файлу
Solver
Поле	Start	Містить клітину, з якої починається шлях
Поле	Finish	Містить клітину, в якій закінчується шлях
Поле	IsSolved	Містить "true", якщо лабіринт розв'язано
Поле	P_Solution	Містить стек клітин, які є розв’язком лабіринту
Поле	VisitedPoints	Містить масив клітин, які були відвідані під час розв'язання
Метод	Correct	Повертає "true", якщо введено коректний лабіринт з одним стартом і фінішем
Метод	GetPath	Повертає стек клітин, які є розв'язком для побудови
Метод	GetSolutionPath	Виконує пошук шляху, повертає "true", якщо існує розв'язок
Метод	GetStartAndFinish	Знаходить старт і фініш, присвоює їх відповідним полям
Метод	Solve	Розв'язує лабіринт, або повертає "false", якщо розв'язку не існує
Метод	Solver	Конструктор, створює новий екземпляр класу, завантажує лабіринт з файлу
Метод	Visited	Перевіряє, чи була відвідана задана клітина
vGraphics
Поле	G	Містить екземпляр System::Graphics для виконання функцій малювання
Поле	S	Містить екземпляр Solver для візуалізації лабіринту і розв'язку
Поле	ln_w	Містить товщину позначки шляху-розв'язку
Поле	sq_a	Містить товщину клітини лабіринту
Метод	BuildMaze	Будує лабіринт
Метод	BuildSolution	Будує розв'язок лабіринту
Метод	vGraphics	Конструктор, створює новий екземпляр класу, розраховує ln_w та sq_a

Схема класів

Розробка алгоритму функціонування

Блок-схема метода Solver::GetSolutionPath, який виконує пошук шляху розв'язання.

Блок-схема метода Solver::Correct, який виконує перевірку коректності лабіринту

Блок-схема метода vGraphics::BuildSolution, який виконує побудову точок шляху

Розробка програмного забезпечення

Тестування програмного забезпечення

Для тестування програми було використано наступні файли:

• Maze_1.vmz, Maze_2.vmz, Maze_3.vmz – файли, які містять звичайні лабіринти.

• Maze_1_with_start_and_finish_error.vmz – лабіринт без старту і з двома фінішами

• Maze_1_without_exit.vmz – лабіринт, який не має виходу

• wrong_file.vmz – файл з розширенням лабіринту, який містить довільний текст, який не є лабіринтом

Тести звичайних лабіринтів:

Maze_1.vmz

Maze_2.vmz

Maze_3.vmz

Як видно з результатів тестування, програма коректно знаходить шлях розв’язку, не має за циклювань на петлях та розгалуженнях

Тестування файлів з помилками:

Maze_1_with_start_and_finish_error.vmz

Maze_1_without_exit.vmz

wrong_file.vmz

Отже, програма має захист від можливих помилок у вхідних даних, повідомляє про них користувача. Помилки у вхідних даних не впливають на правильність роботи програми

Інструкція користувача

Інтерфейс програми

Вікно програми складається з трьох областей:

1. Меню функцій

2. Інформація про відкритий лабіринт

3. Графічне зображення лабіринту

Кнопки в меню функцій стають активними при виконанні попередньої функції.

Для відкриття лабіринту необхідно натиснути кнопку загрузки лабіринту та вказати файл з розширенням .vmz.

Якщо файл було відкрито без помилок, з’являється інформація про розмір лабіринту, а також стане активною кнопка побудови.

При побудові лабіринту у графічній частині з’являється зображення, а також стає активною функція розв’язання, яка будує шлях-розв’язок.

У програмі можливі наступні помилки та попередження:

Виникає при спробі відкрити файл, що містить дані, які не можуть бути розпізнані як лабіринт

Виникає при спробі розв’язати лабіринт без старту/фінішу, або якщо їх більше ніж потрібно

Інформаційне попередження, з’являється при спробі розв’язати лабіринт, що не має жодного шляху від старту до фінішу.

Список використаної літератури