用二维数组编码解决马踏棋盘问题
时间: 2023-07-31 22:04:30 浏览: 121
马踏棋盘问题是一个经典的回溯算法问题,可以用二维数组编码来解决。
具体思路如下:
1. 定义一个 $n\times n$ 的二维数组 $board$,表示棋盘,初始化所有元素为 0。
2. 定义一个 $moves$ 数组,表示马可以走的 8 个方向。例如,$moves[0]$ 表示马向右上方走两步,即 $[2, -1]$。
3. 定义一个回溯函数 $backtrack(x, y, step)$,表示从坐标 $(x, y)$ 开始走第 $step$ 步。如果 $step=n^2$,说明已经遍历完整个棋盘,返回真;否则,枚举马可以走的 8 个方向,判断新位置是否合法,如果合法,更新棋盘,并递归调用回溯函数,如果找到一组可行解,直接返回真,否则回溯到上一步,恢复棋盘状态。
4. 在主函数中,从棋盘的不同位置开始搜索,直到找到一组可行解或者遍历完整个棋盘。
下面是代码实现:
```python
def solveKT(n):
# 定义棋盘
board = [[0]*n for _ in range(n)]
# 定义马可以走的8个方向
moves = [
[2, 1], [1, 2], [-1, 2], [-2, 1],
[-2, -1], [-1, -2], [1, -2], [2, -1]
]
# 定义回溯函数
def backtrack(x, y, step):
# 终止条件
if step == n*n:
return True
# 枚举8个方向
for move in moves:
new_x, new_y = x+move[0], y+move[1]
# 判断新位置是否合法
if 0 <= new_x < n and 0 <= new_y < n and board[new_x][new_y] == 0:
# 更新棋盘
board[new_x][new_y] = step + 1
# 递归调用回溯函数
if backtrack(new_x, new_y, step+1):
return True
# 恢复棋盘状态
board[new_x][new_y] = 0
# 没有找到可行解
return False
# 从不同位置开始搜索
for i in range(n):
for j in range(n):
board[i][j] = 1
if backtrack(i, j, 1):
return board
board[i][j] = 0
# 没有找到可行解
return None
```
这个算法的时间复杂度是 $O(8^{n^2})$,因为每个格子都有 8 种走法,总共需要遍历 $8^{n^2}$ 种情况。在实际运行中,由于存在大量剪枝,所以时间复杂度会远远小于 $O(8^{n^2})$。
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