给出c++用vns解决幻方问题的代码
时间: 2024-05-04 19:17:50 浏览: 139
下面是用VNS求解幻方问题的C代码示例:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define SIZE 3
int board[SIZE][SIZE];
int magic_constant = 15;
// 打印当前幻方
void print_board() {
printf("Current Board: \n");
for(int i=0; i<SIZE; i++) {
for(int j=0; j<SIZE; j++) {
printf("%d ", board[i][j]);
}
printf("\n");
}
}
// 计算当前幻方的代价函数,即每一行、每一列以及两个对角线的和是否都等于magic_constant
int cost_function() {
int cost = 0;
for(int i=0; i<SIZE; i++) {
int row_sum = 0, col_sum = 0;
for(int j=0; j<SIZE; j++) {
row_sum += board[i][j];
col_sum += board[j][i];
}
if(row_sum != magic_constant) {
cost++;
}
if(col_sum != magic_constant) {
cost++;
}
}
int diag1_sum = 0, diag2_sum = 0;
for(int i=0; i<SIZE; i++) {
diag1_sum += board[i][i];
diag2_sum += board[i][SIZE-i-1];
}
if(diag1_sum != magic_constant) {
cost++;
}
if(diag2_sum != magic_constant) {
cost++;
}
return cost;
}
// 交换两个位置的值
void swap(int *a, int *b) {
int temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}
// 随机扰动幻方
void perturb() {
for(int i=0; i<4; i++) {
int x1 = rand() % SIZE;
int y1 = rand() % SIZE;
int x2 = rand() % SIZE;
int y2 = rand() % SIZE;
swap(&board[x1][y1], &board[x2][y2]);
}
}
// VNS算法求解幻方
void vns() {
int kmax = 50; // 最大扰动次数
int k = 1;
while(k <= kmax) {
int i = 1;
while(i <= 5) {
perturb();
int cost = cost_function();
if(cost == 0) {
printf("Solution found!\n");
return;
}
i++;
}
k++;
}
printf("Solution not found!\n");
}
int main() {
srand(time(NULL));
// 初始化幻方
for(int i=0; i<SIZE; i++) {
for(int j=0; j<SIZE; j++) {
board[i][j] = i*SIZE + j + 1;
}
}
print_board();
vns();
print_board();
return 0;
}
```
在上面的代码中,我们使用了VNS算法来求解幻方问题。VNS算法的主要思路是先进行一个小规模的局部搜索,如果找到了更好的解,则接受它。如果没有找到更好的解,则进行一个更大规模的扰动,然后再进行局部搜索。这个过程不断重复,直到找到解或者达到最大扰动次数。在幻方问题中,我们使用交换两个位置的值来进行扰动,并使用每行、每列以及两个对角线的和来作为代价函数。在代码中,我们使用了5个不同的扰动来进行小规模的局部搜索,如果没有找到更好的解则进行4次随机扰动。
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