#include<iostream>
#include<cstdio>
using namespace std;
#define M 4  //行數
#define N 4     //列數
#define MaxSize    100     //棧最多元素個數
int mg[M+2][N+2]= {
     {1,1,1,1,1,1}
    ,{1,0,0,0,1,1}
    ,{1,0,1,0,0,1}
    ,{1,0,0,0,1,1}
    ,{1,1,0,0,0,1}
    ,{1,1,1,1,1,1}
};
struct migong
{
    int i;      //路徑橫座標
    int j;      //路徑縱座標
    int di;     //方向
} Stack[MaxSize],Path[MaxSize];     //定義棧和存放最短路徑的陣列
int top=-1;     //棧頂指標
int count=1;    //路徑數計數
int minlen=MaxSize;     //最短路徑長度
void mgpath()       //路徑為:(1,1)->(M,N)
{
    int i,j,di,find,k;
    top++;
    Stack[top].i=1;
    Stack[top].j=1;
    Stack[top].di=-1;
    mg[1][1]=-1;        //初始結點進棧
    while(top>-1)       //棧不空時迴圈
    {
        i=Stack[top].i;
        j=Stack[top].j;
        di=Stack[top].di;
        if(i==M && j==N)        //找到了出口，輸出路徑
        {
            cout<<count<<": ";
            count++;
            for(k=0; k<=top; k++)
            {
                cout<<"("<<Stack[k].i<<","<<Stack[k].j<<")"<<" ";

            }
            cout<<endl;
            if(top+1<minlen)        //比較輸出最短路徑
            {
                for(k=0; k<=top; k++)
                    Path[k]=Stack[k];
                minlen=top+1;
            }
            mg[Stack[top].i][Stack[top].j]=0;   //讓該位置變為其他路徑的可走結點
            top--;
            i=Stack[top].i;
            j=Stack[top].j;
            di=Stack[top].di;
        }
        find=0;
        while(di<4 && find==0)      //找下一個可走結點
        {
            di++;
            switch(di)
            {
            case 0:
                i=Stack[top].i-1;
                j=Stack[top].j;
                break;   //上面
            case 1:
                i=Stack[top].i;
                j=Stack[top].j+1;
                break;   //右邊
            case 2:
                i=Stack[top].i+1;
                j=Stack[top].j;
                break;   //下面
            case 3:
                i=Stack[top].i;
                j=Stack[top].j-1;
                break;   //左邊
            }
            if(mg[i][j]==0)
                find=1;
        }
        if(find == 1)       //找到了下一個可走結點
        {
            Stack[top].di=di;   //修改原棧頂元素的di值
            top++;      //下一個可走結點進棧
            Stack[top].i=i;
            Stack[top].j=j;
            Stack[top].di=-1;
            mg[i][j]=-1;        //避免重複走到該結點
        }
        else
        {
            mg[Stack[top].i][Stack[top].j]=0;   //讓該位置變為其他路徑的可走結點
            top--;
        }
    }
    cout<<"最短路徑如下"<<endl;
    cout<<"長度:  "<<minlen<<endl;
    cout<<"路徑:  "<<endl;
    for(k=0; k<minlen; k++)
    {
       cout<<"("<<Path[k].i<<","<<Path[k].j<<")"<<" ";
    }
}
int main()
{
    cout<<"迷宮所有路徑如下:"<<endl;
    mgpath();
    return 0;
}