使用C语言,用分治策略实现棋盘覆盖问题
时间: 2024-03-02 08:51:20 浏览: 86
棋盘覆盖问题是指在一个 $2^n \times 2^n$ 的棋盘中,恰有一个方格与其它方格不同,将该棋盘分成四个 $\frac{2^n}{2} \times \frac{2^n}{2}$ 的子棋盘,将不同方格所在的子棋盘分别编号为1、2、3、4,然后将编号为1的子棋盘再次分成四个 $\frac{2^{n-1}}{2} \times \frac{2^{n-1}}{2}$ 的子棋盘,将其中不同方格所在的子棋盘按照同样的方式编号为1、2、3、4,以此类推,直到将覆盖不同方格的子棋盘分割成 $\frac{1}{2} \times \frac{1}{2}$ 的小棋盘。
分治策略的思路是将问题分成若干个规模较小但结构相似的子问题,然后分别解决子问题,最后将子问题的解组合成原问题的解。对于棋盘覆盖问题,可以采用以下算法:
1. 若 $n=1$,将不同方格所在的子棋盘标记为覆盖。
2. 否则,将整个棋盘分成四个 $\frac{2^n}{2} \times \frac{2^n}{2}$ 的子棋盘,分别记为 $A$、$B$、$C$、$D$,并将不同方格所在的子棋盘标记为覆盖。
3. 对于每个子棋盘,若其中存在不同方格,选择其中任意一个方格,将该子棋盘分成四个 $\frac{2^{n-1}}{2} \times \frac{2^{n-1}}{2}$ 的子棋盘,分别记为 $A'$、$B'$、$C'$、$D'$,并将不同方格所在的子棋盘分别标记为覆盖。
4. 对于每个子棋盘,递归地调用该算法,将其分解为更小的子问题。
下面是使用C语言实现该算法的代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX_N 8
int board[MAX_N][MAX_N];
int tile = 0;
void cover(int tr, int tc, int dr, int dc, int size) {
if (size == 1) {
return;
}
int t = ++tile;
int s = size / 2;
// 分别覆盖四个子棋盘
if (dr < tr + s && dc < tc + s) {
cover(tr, tc, dr, dc, s);
} else {
board[tr + s - 1][tc + s - 1] = t;
cover(tr, tc, tr + s - 1, tc + s - 1, s);
}
if (dr < tr + s && dc >= tc + s) {
cover(tr, tc + s, dr, dc, s);
} else {
board[tr + s - 1][tc + s] = t;
cover(tr, tc + s, tr + s - 1, tc + s, s);
}
if (dr >= tr + s && dc < tc + s) {
cover(tr + s, tc, dr, dc, s);
} else {
board[tr + s][tc + s - 1] = t;
cover(tr + s, tc, tr + s, tc + s - 1, s);
}
if (dr >= tr + s && dc >= tc + s) {
cover(tr + s, tc + s, dr, dc, s);
} else {
board[tr + s][tc + s] = t;
cover(tr + s, tc + s, tr + s, tc + s, s);
}
}
int main() {
int n, r, c;
printf("请输入棋盘大小和不同方格的行列坐标:");
scanf("%d%d%d", &n, &r, &c);
cover(0, 0, r, c, 1 << n);
printf("棋盘覆盖的方案:\n");
for (int i = 0; i < 1 << n; i++) {
for (int j = 0; j < 1 << n; j++) {
printf("%2d ", board[i][j]);
}
printf("\n");
}
return 0;
}
```
其中,`board`数组表示棋盘,`tile`表示当前方格的编号,`cover`函数用于覆盖棋盘。输入棋盘大小和不同方格的行列坐标后,调用`cover`函数覆盖棋盘,最后输出覆盖方案。
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