指定K值,实现棋盘覆盖算法,并将覆盖算法分步动态地实现,用C++语言
时间: 2023-12-14 13:38:36 浏览: 90
棋盘覆盖算法是一种经典的递归算法,可以用来解决一类特殊的填充问题。在这个问题中,给定一个大小为 $2^n$ 的正方形棋盘和一个缺口位置(即一个 $2\times 2$ 的小正方形),要求用 L 形骨牌将缺口覆盖,使得整个棋盘被完全覆盖,且每个骨牌恰好覆盖三个格子。下面是指定 K 值的棋盘覆盖算法的 C++ 代码实现:
```cpp
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
// 定义棋盘和骨牌的类型
typedef vector<vector<int>> Board;
typedef vector<vector<int>> Tile;
// 初始化一个大小为 2^n 的棋盘
Board initBoard(int n, int x, int y)
{
Board board(1 << n, vector<int>(1 << n, 0));
// 在指定位置放置缺口
board[x][y] = -1;
board[x][y+1] = 1;
board[x+1][y] = 2;
board[x+1][y+1] = 3;
return board;
}
// 打印棋盘的函数
void printBoard(const Board& board)
{
for (auto row : board) {
for (auto val : row) {
cout << val << "\t";
}
cout << endl;
}
}
// 定义骨牌的类型
Tile tile[4] = {
{{1, 1}, {1, 0}}, // L1
{{1, 1}, {0, 1}}, // L2
{{1, 0}, {1, 1}}, // L3
{{0, 1}, {1, 1}} // L4
};
// 检查骨牌是否能够覆盖指定位置
bool canPlace(const Board& board, const Tile& tile, int x, int y)
{
int n = board.size();
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
for (int j = 0; j < 2; ++j) {
if (tile[i][j] == 1 && (x+i >= n || y+j >= n || board[x+i][y+j] != 0)) {
return false;
} else if (tile[i][j] == -1 && (x+i >= n || y+j >= n || board[x+i][y+j] != -1)) {
return false;
}
}
}
return true;
}
// 在指定位置上放置骨牌
void place(Tile& tile, Board& board, int x, int y, int val)
{
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
for (int j = 0; j < 2; ++j) {
board[x+i][y+j] += tile[i][j] * val;
}
}
}
// 棋盘覆盖的递归函数
void cover(Board& board, int n, int x, int y, int k)
{
if (k == 1) {
return;
}
int mid = k / 2;
int tx, ty;
// 分别对四个子棋盘进行递归覆盖
for (int i = 0; i < 4; ++i) {
tx = x + mid * (i / 2);
ty = y + mid * (i % 2);
if (canPlace(board, tile[i], tx, ty)) {
place(tile[i], board, tx, ty, 1);
cover(board, n, tx, ty, mid);
}
}
}
int main()
{
int n = 3;
int x = 5, y = 5;
Board board = initBoard(n, x, y);
cout << "Original board:" << endl;
printBoard(board);
cover(board, n, 0, 0, 1 << n);
cout << "Covered board:" << endl;
printBoard(board);
return 0;
}
```
这个程序中,我们定义了两个 C++ 类型:棋盘和骨牌。棋盘是一个二维向量,每个元素表示棋盘上的一个格子,-1 表示缺口,0 表示空格,正整数表示已经放置了骨牌。骨牌也是一个二维向量,每个元素表示骨牌的一个格子,1 表示需要放置骨牌的格子,-1 表示需要放置骨牌并翻转的格子,0 表示不需要放置骨牌的格子。
我们首先调用 `initBoard` 函数初始化棋盘,然后调用 `cover` 函数进行递归覆盖。在 `cover` 函数中,我们首先检查当前棋盘是否需要进行递归覆盖,如果不需要,则直接返回;否则,我们将棋盘分成四个子棋盘,并依次检查每个子棋盘是否可以放置骨牌。如果可以放置,则调用 `place` 函数在子棋盘上放置骨牌,并递归调用 `cover` 函数对子棋盘进行覆盖。最后,我们在主函数中打印原始棋盘和覆盖后的棋盘。
阅读全文