C++骑士巡游问题
编写程序求解骑士巡游问题:在n行n列的棋盘上(如n=5),假设一位骑士(按象棋中“马走日”的行走法)从初始坐标位置(x1,y1)出发,要遍访(巡游)棋盘中的每一个位置一次。请编一个程序,为骑士求解巡游“路线图”(或告诉骑士,从某位置出发时,无法遍访整个棋盘 — 问题无解)。
当n=5时,意味着要在5行5列的棋盘的25个“点”处,按骑士行走规则,依次将1至25这25个“棋子”(数码)分别摆放到棋盘上(摆满25个位置则成功,否则失败问题无解)。
例如,当n=5且初始坐标位置定为(1,1) — 即最左上角的那个点时,如下是一种巡游“路线图”。程序执行后的输出结果为:
(x1,y1)? => (1=>5, 1=>5) : 1 1
1 6 15 10 21
14 9 20 5 16
19 2 7 22 11
8 13 24 17 4
25 18 3 12 23
提示:
(1)“棋盘”可用二文数组B表示。
(2)编制一个具有如下原型的递归函数solve,用于完成任务:从(i,j)点出发,做第k至第n*n(即n的平方)次的移动 — 将k直到n的平方这些数码按规则分别摆放到棋盘即数组B中,若成功则通过引用参数ok返回true,否则返回false。
void solve(int i, int j, int k, bool& ok);
(3)编制主函数,让用户输入作为巡游起点的初始坐标位置(x1,y1),在该处摆放“棋子”(数码)1,而后进行调用“solve(x1, y1, 2, ok);”来完成所求任务。
欲处理的初始问题为:从某点(x1,y1)出发,按所给行走规则,作24次移动,遍访棋盘中没被访问过的各点(或发现无路可走)。
可分解化简为如下两个子问题(正是形成递归函数的基础):
① 由点(x1,y1)出发,按所给行走规则作1次移动到达(g,h)(或发现无路可走);
② 从(g,h)点出发,按所给行走规则,作23次移动,遍访棋盘中没被访问过的各点(或发现无路可走)。
solve函数具体实现时,若由(i,j)点出发已“无路可走”,则将引用参数ok置为false而递归出口;否则,先“迈一步”到达(g,h)点,而后再进行递归调用:solve(g, h, k+1, ok);以实现从新点(g,h)出发,将k+1直到25这些“棋子”(数码)分别摆放到棋盘上,若成功则通过引用参数ok返回true(否则返回false)。
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(1)也可编制第二种解法的主函数:将棋盘上的n平方个点依次作为巡游起点的初始坐标位置(x1,y1),判断从每一位置出发是否有解或无解(输出“OK!”或“NO!”,但并不输出“路线图”)。
(2)若更改程序中的n值(如改为4或6等),便可求解其他阶数的巡游“路线图”。
(3)可改用非递归方法设计并编写solve函数,那样的话,通常要增加一个记录摆放“棋子”信息的数组,可记录下是沿着什么方向到达了当前的什么位置(在那儿摆放了“棋子”)等,而且对上述数组可按照栈(stack)的方式来使用(栈总是采用FILO即所谓的先进后出使用方式),以便在“无路可走”的情况下,回退(回溯)到上一个位置,接着按照另外的方向去寻找其他的“行走”方法。
14.2概要设计:
本程设计思路: 将整个二文数组先前部初始化。然后用递归函数solve,实现从(i,j)点出发,做第k至第n*n(即n的平方)次的移动 — 将k直到n的平方这些数码按规则分别摆放到棋盘即数组B中,若成功则通过引用参数ok返回true,否则返回false
程序流程图(如左图):
14.3 详细设计与编码:
见上传程序。
14.4 调试分析:
在写solve函数时,在考虑骑士的跳步时忘了考虑一中情况,致使最后的结果出不来正确的。
程序执行的结果:
14.5 用户使用说明:
按提示先输入是棋盘的大小,输入骑士的起始位置,然后若是要一个一个解的看就输入数字就行,若是想看全部,就直接输入非数字。
14.6 设计心得:
写程序的时候需要非常的细心,要考虑到每一种可能的情况,一点点的小失误都是不能忽视的。应当做到一丝不苟,特别是在写程序时,一旦是写好了,因为照思文的惯性很难找出自己所犯的错误。1837