设计一个算法,计算警卫机器人的最佳哨位安排,使得名画陈列馆中每一个陈列室都仅受一个警卫机器人监视。且所用的警卫机器人数最少。使用回溯法使用c语言写出算法代码
时间: 2024-02-22 20:58:05 浏览: 112
C语言算法设计
这是一个典型的图着色问题,可以使用回溯法来解决。具体步骤如下:
1. 构建一个图,每一个陈列室为一个节点,如果两个陈列室有公共墙壁,则它们之间有一条边。
2. 定义一个数组color,用来存储每个节点的颜色,初始值为0。
3. 从第一个节点开始,对每个节点进行如下操作:
1. 遍历该节点的所有邻居节点,如果邻居节点的颜色已经被染色且与当前节点颜色相同,则不能将当前节点染成该颜色,需要尝试其他颜色。
2. 如果当前节点可以被染成某种颜色,则将该颜色赋给color数组。
3. 递归调用下一个节点,重复以上操作。
4. 如果所有节点都被染色,则得到一个可行的方案,记录使用的警卫机器人数。
5. 回溯到上一个节点,尝试其他颜色,重复以上操作。
6. 直到所有节点的所有颜色都尝试完毕,得到最优解。
下面是完整的C语言代码实现:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#define MAX_NODE 100 // 最大节点数
int graph[MAX_NODE][MAX_NODE]; // 图
int color[MAX_NODE]; // 节点颜色
int node_num; // 节点数
int robot_num = MAX_NODE; // 初始警卫机器人数
// 判断节点是否可以染成指定颜色
bool is_valid_color(int node, int c)
{
for (int i = 0; i < node_num; i++) {
if (graph[node][i] && c == color[i]) {
return false;
}
}
return true;
}
// 计算警卫机器人数量
int get_robot_num()
{
int count = 0;
for (int i = 0; i < node_num; i++) {
if (color[i] > count) {
count = color[i];
}
}
return count;
}
// 回溯法染色
void backtrack(int node)
{
if (node == node_num) {
int robots = get_robot_num();
if (robots < robot_num) {
robot_num = robots;
}
return;
}
for (int i = 1; i <= robot_num; i++) {
if (is_valid_color(node, i)) {
color[node] = i;
backtrack(node + 1);
color[node] = 0; // 回溯
}
}
}
int main()
{
printf("请输入节点数和边数:");
scanf("%d %d", &node_num, &edge_num);
printf("请输入边的信息(格式为:起点 终点):\n");
for (int i = 0; i < edge_num; i++) {
int u, v;
scanf("%d %d", &u, &v);
graph[u][v] = graph[v][u] = 1; // 无向图
}
backtrack(0);
printf("最少需要%d个警卫机器人\n", robot_num);
return 0;
}
```
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