在一个2 k ×2 k 个方格组成的棋盘中,恰有一个方格与其它方格不同,称该方格为一特殊方格,且称该棋盘为一特殊棋盘。在棋盘覆盖问题中,要用图示的4种不同形态的L型骨牌覆盖给定的特殊棋盘上除特殊方格以外的所有方格,且任何2个L型骨牌不得重叠覆盖。
时间: 2024-06-15 09:06:09 浏览: 160
在一个2k×2k个方格组成的棋盘中,恰有一个方格与其它方格不同,称该方格为一特殊方格,且称该棋盘为一特殊棋盘。在棋盘覆盖问题中,要用图示的4种不同形态的L型骨牌覆盖给定的特殊棋盘上除特殊方格以外的所有方格,且任何2个L型骨牌不得重叠覆盖。
这个问题可以使用递归的方法来解决。首先,将整个棋盘分成4个大小相等的子棋盘,每个子棋盘都有一个特殊方格。然后,按照以下步骤进行覆盖:
1. 如果棋盘的大小为1×1,那么直接将特殊方格用一个L型骨牌覆盖即可。
2. 否则,将整个棋盘分成4个大小相等的子棋盘。其中3个子棋盘的特殊方格与原棋盘的特殊方格相邻,另一个子棋盘的特殊方格位于中心位置。
3. 递归地对每个子棋盘进行覆盖,直到棋盘的大小为1×1。
4. 最后,将4个子棋盘的覆盖结果合并起来,形成整个棋盘的覆盖方案。
需要注意的是,每个L型骨牌可以覆盖3个方格,因此在每个子棋盘的特殊方格周围有3个空白方格。根据这个规律,可以确定每个子棋盘的特殊方格的位置,并进行递归覆盖。
相关问题
2. 棋盘覆盖 在一个2k x 2k ( 即:2^k x 2^k )个方格组成的棋盘中,恰有一个方格与其他方格不同,称该方格为一特殊方格,且称该棋盘为一特殊棋盘。在棋盘覆盖问题中,要用图示的4种不同形态的L型骨牌覆盖给定的
棋盘,使得特殊方格恰好被覆盖且每个骨牌恰好覆盖两个方格。下面给出一种分治算法的思路:
1. 找到特殊方格所在的象限(即左上、左下、右上、右下),并确定该象限内的一个角作为新的特殊方格。
2. 用一个 L 型骨牌覆盖该角和另外三个角中的两个。
3. 将棋盘分成四个子棋盘,分别递归地进行覆盖。
4. 当棋盘大小为 2x2 时,直接覆盖即可。
代码实现如下:
```
def cover(board, tr, tc, dr, dc, size, tile_num):
"""
board: 棋盘
tr, tc: 左上角的坐标
dr, dc: 特殊方格的坐标
size: 棋盘大小
tile_num: 骨牌编号
"""
global tile_count
if size == 1:
return
# 找到特殊方格所在的象限
s = size // 2
if dr < tr + s and dc < tc + s:
# 左上象限
new_dr, new_dc = tr + s - 1, tc + s
elif dr < tr + s and dc >= tc + s:
# 右上象限
new_dr, new_dc = tr + s - 1, tc + s - 1
elif dr >= tr + s and dc < tc + s:
# 左下象限
new_dr, new_dc = tr + s, tc + s
else:
# 右下象限
new_dr, new_dc = tr + s, tc + s - 1
# 覆盖 L 型骨牌
tile_count += 1
t = tile_num + tile_count
board[tr + s - 1][tc + s - 1], board[new_dr][new_dc] = t, t
board[tr + s][tc + s - 1], board[tr + s][tc + s] = t, t
# 递归处理四个子棋盘
cover(board, tr, tc, new_dr, new_dc, s, tile_num)
cover(board, tr, tc + s, tr + s - 1, tc + s, s, tile_num)
cover(board, tr + s, tc, tr + s, tc + s - 1, s, tile_num)
cover(board, tr + s, tc + s, tr + s, tc + s, s, tile_num)
# 测试
size = 8
board = [[0] * size for _ in range(size)]
tile_count = 0
cover(board, 0, 0, 2, 3, size, 0)
for row in board:
print(row)
```
该算法的时间复杂度为 $O(4^k)$,空间复杂度为 $O(k^2)$。由于 $k$ 的值较小,该算法可以在实际应用中取得较好的效果。
棋盘覆盖 在一个2k x 2k ( 即:2^k x 2^k )个方格组成的棋盘中,恰有一个方格与其他方格不同,称该方格为一特殊方格,且称该棋盘为一特殊棋盘。在棋盘覆盖问题中,要用图示的4种不同形态的L型骨牌覆盖给定的 用C语言
实现一个棋盘覆盖的算法可以分为以下几个步骤:
1. 定义棋盘和骨牌的数据结构,可以使用二维数组来表示棋盘,用一个结构体来表示骨牌,结构体中包含骨牌的大小、位置和类型等信息。
2. 编写递归函数,根据棋盘和骨牌的状态来进行覆盖操作。在每次递归时,找到一个未被覆盖的特殊方格,然后枚举四种不同类型的骨牌,尝试将其放置在特殊方格上。如果骨牌可以放置,则将其放置在特殊方格上,并递归解决剩余的棋盘。如果无法放置,则回溯到上一步,尝试其他的骨牌类型。
3. 当所有的特殊方格都被覆盖时,棋盘覆盖问题就得到了解决。
下面是一个简单的棋盘覆盖算法的示例代码,使用了递归函数来实现:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define BOARD_SIZE 2048 // 棋盘大小
#define TILE_SIZE 2 // 骨牌大小
// 定义骨牌结构体
typedef struct {
int x, y; // 骨牌左上角坐标
int type; // 骨牌类型
} Tile;
// 定义棋盘和骨牌数组
int board[BOARD_SIZE][BOARD_SIZE];
Tile tiles[4] = {{0, 0, 0}, {0, 0, 1}, {0, 0, 2}, {0, 0, 3}};
// 递归函数
void cover_board(int x, int y, int size, int special_x, int special_y) {
if (size == 1) return;
int half_size = size / 2; // 棋盘大小减半
int mid_x = x + half_size - 1; // 棋盘中心点
int mid_y = y + half_size - 1;
int tile_type = tiles[0].type; // 当前骨牌类型
// 找到特殊方格所在的象限
if (special_x <= mid_x && special_y <= mid_y) {
tile_type = tiles[0].type; // 第一象限
} else if (special_x <= mid_x && special_y > mid_y) {
tile_type = tiles[1].type; // 第二象限
} else if (special_x > mid_x && special_y <= mid_y) {
tile_type = tiles[2].type; // 第三象限
} else {
tile_type = tiles[3].type; // 第四象限
}
// 将特殊方格所在的象限的骨牌覆盖掉
for (int i = x; i < x + size; i += TILE_SIZE) {
for (int j = y; j < y + size; j += TILE_SIZE) {
if (i <= mid_x && j <= mid_y) {
if (tile_type == tiles[0].type) continue;
} else if (i <= mid_x && j > mid_y) {
if (tile_type == tiles[1].type) continue;
} else if (i > mid_x && j <= mid_y) {
if (tile_type == tiles[2].type) continue;
} else {
if (tile_type == tiles[3].type) continue;
}
// 找到一个空的位置
if (board[i][j] == 0) {
// 放置骨牌
board[i][j] = board[i][j+1] = board[i+1][j] = board[i+1][j+1] = tile_type;
// 递归覆盖其他部分
cover_board(x, y, half_size, i, j);
cover_board(x, y+half_size, half_size, i, j+TILE_SIZE);
cover_board(x+half_size, y, half_size, i+TILE_SIZE, j);
cover_board(x+half_size, y+half_size, half_size, i+TILE_SIZE, j+TILE_SIZE);
return;
}
}
}
}
int main() {
// 初始化棋盘
for (int i = 0; i < BOARD_SIZE; i++) {
for (int j = 0; j < BOARD_SIZE; j++) {
board[i][j] = 0;
}
}
// 将特殊方格置为1
int special_x = 1023;
int special_y = 1023;
board[special_x][special_y] = 1;
// 棋盘覆盖
cover_board(0, 0, BOARD_SIZE, special_x, special_y);
// 输出结果
for (int i = 0; i < BOARD_SIZE; i++) {
for (int j = 0; j < BOARD_SIZE; j++) {
printf("%d ", board[i][j]);
}
printf("\n");
}
return 0;
}
```
这个算法的时间复杂度为 O(4^k),其中 k 是棋盘的大小(即 2^k)。由于每次递归都会枚举四种不同类型的骨牌,因此时间复杂度与棋盘大小呈指数关系,对于较大的棋盘可能会非常耗时。因此,实际应用中需要采取一些优化措施来提高算法的效率。
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