设计一个4*4 魔方的c++程序,,让魔方的各行值的和等于各列值的和,并且等于两 对角线值的和64.例如以下魔方: 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31
时间: 2024-04-02 15:32:17 浏览: 215
好的,这是一个比较有挑战的问题,需要用到回溯算法来解决。具体步骤如下:
1. 定义一个4*4的二维数组作为魔方矩阵,初始化为全0。
2. 编写一个递归函数,它的参数包括当前要填的行数和列数,以及已经填好的矩阵。
3. 在递归函数中,首先判断当前行和当前列是否已经填满了,如果是,就检查当前矩阵是否符合条件,如果符合,输出结果并结束递归;否则直接返回。
4. 如果当前行和列还没有填满,那么就从1到16的数字中依次尝试填入当前位置,并继续递归下一行或下一列。
5. 在填入数字之前,需要判断当前数字是否已经被用过了,如果被用过了就跳过。
6. 在填入数字之后,需要检查当前矩阵是否符合条件,如果不符合就回溯到上一步,并且将当前位置清零。
7. 如果所有的数字都尝试完了,还没有找到符合条件的矩阵,就返回上一步。
下面是具体的C++代码实现:
```c++
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
const int N = 4;
int a[N][N], b[N], c[N], d[2];
bool check() // 检查当前矩阵是否符合条件
{
for (int i = 0; i < N; i++) {
if (b[i] != c[i] || b[i] != 34) return false;
}
if (d[0] != d[1] || d[0] != 34) return false;
return true;
}
void dfs(int x, int y) // 回溯算法
{
if (x == N && y == 0) { // 矩阵填满了
if (check()) { // 检查符合条件
for (int i = 0; i < N; i++) {
for (int j = 0; j < N; j++) {
cout << a[i][j] << " ";
}
cout << endl;
}
cout << endl;
}
return;
}
if (y == N) { // 列填满了,换行
dfs(x+1, 0);
return;
}
for (int i = 1; i <= N*N; i++) { // 枚举数字
if (!a[x][y] && !b[y] && !c[x] && (!x || y == x || y == N-1-x) && (!x || y == N-1-x || y == x)) { // 判断是否可用
a[x][y] = i;
b[y] += i;
c[x] += i;
if (x == y) d[0] += i;
if (x == N-1-y) d[1] += i;
dfs(x, y+1);
if (x == y) d[0] -= i;
if (x == N-1-y) d[1] -= i;
a[x][y] = 0;
b[y] -= i;
c[x] -= i;
}
}
}
int main()
{
memset(a, 0, sizeof(a));
memset(b, 0, sizeof(b));
memset(c, 0, sizeof(c));
d[0] = d[1] = 0;
dfs(0, 0);
return 0;
}
```
这个程序的时间复杂度很高,需要枚举的情况很多,因此需要耐心等待程序运行结果。
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