使用回溯法解决马踏棋盘问题

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“马踏棋盘问题的回溯法代码实现及问题详解。” 马踏棋盘问题是一个经典的计算机科学问题,源自国际象棋的马(Knight)的移动特性。在这个问题中,目标是让马在8x8的棋盘上按照其特有的“日”字型移动方式,每一步跳到一个未曾访问过的方格,直到走遍棋盘上的所有64个方格。这需要设计一个算法来找出可行的路径。 回溯法是一种试探性的解决问题的方法,当尝试一条路径失败时,它会退回一步,尝试其他可能的路径。在马踏棋盘问题中,我们可以用回溯法来生成所有可能的马的移动序列,直到找到符合要求的路径。 以下是代码中的关键部分: 1. 定义棋盘:`int board[M][M]` 用于存储棋盘的状态,0表示未访问,非0表示已访问。 2. `typedef struct direct` 定义了一个结构体,用于存储马的一个可能的移动方向,包括行、列坐标和路径数量。 3. `typedef struct nodetype` 定义了一个节点结构体,包含了马的位置、路径数量,以及指向前后节点的指针,用于构建搜索路径的链表。 4. `int pathnum(int row, int cn)` 函数计算当前位置可走的方向数目,这是回溯法的关键,用于判断当前路径是否还有继续探索的可能。 5. `寻找路径函数`(未给出完整代码)应该是递归地遍历所有可能的马的移动,每次移动后检查是否已经遍历完所有方格,如果没有,就回溯到上一步,尝试其他方向。 回溯法的具体步骤如下: 1. 从棋盘的任意一个未访问的方格开始,将其标记为已访问。 2. 计算马在当前位置的所有可行移动,即所有满足“日”字型移动的相邻未访问方格。 3. 对每个可行的移动,递归地尝试下一步,更新棋盘状态和路径信息。 4. 如果到达了最后一个方格,表示找到了一个解决方案,记录路径并返回。 5. 如果没有到达最后一个方格,但没有可行的移动,说明当前路径无效,回溯到上一步,尝试其他未尝试的移动。 6. 这个过程持续进行,直到找到所有的解或者所有可能的路径都尝试过。 通过这样的回溯算法,可以找到所有可能的马踏棋盘的路径。在实际应用中,可能需要对算法进行优化,例如使用剪枝策略减少搜索空间,提高效率。此外,为了输出结果,还需要一个额外的步骤,即将找到的路径转换为1-64的数字顺序,填充到棋盘上,然后输出这个填充后的棋盘。 马踏棋盘问题的解决方法主要涉及回溯法和深度优先搜索,通过递归地探索所有可能的马的移动路径,最终找到符合条件的解决方案。在实际编程实现时,还需要考虑算法的效率和输出的可读性。
2015-01-02 上传
问题描述:将马随机放在国际象棋的 8X8 棋盘中的某个方格中 马按走棋规则进行移动 要求每个方格上只进入一次 走遍棋盘上全部 64 个方格 编制递归程序 求出马的行走路线 并按求出的行走路线 将数字 1 2 … 64 依次填入 8X8 的方阵输出之 测试数据:由读者指定可自行指定一个马的初始位置 实现提示:每次在多个可走位置中选择一个进行试探 其余未曾试探过的可走位置必须用适当结构妥善管理 以备试探失败时的“回溯”悔棋使用 并探讨每次选择位置的“最佳策略” 以减少回溯的次数 背景介绍: 国际象棋为许多令人着迷的娱乐提供了固定的框架 而这些框架常独立于游戏本身 其中的许多框架都基于骑士奇异的L型移动规则 一个经典的例子是骑士漫游问题 从十八世纪初开始 这个问题就引起了数学家和解密爱好者的注意 简单地说 这个问题要求从棋盘上任一个方格开始按规则移动骑士 使之成功的游历国际象棋棋盘的64个方格 且每个方格都接触且仅接触一次 可以用一种简便的方法表示问题的一个解 即将数字1 64按骑士到达的顺序依次放入棋盘的方格中 一种非常巧妙的解决骑士漫游地方法由J C Warnsdorff于1823年给出 他给出的规则是:骑士总是移向那些具有最少出口数且尚未到达的方格之一 其中出口数是指通向尚未到达方格的出口数量 在进一步的阅读之前 你可以尝试利用Warnsdorff规则手工构造出该问题的一个解 实习任务: 编写一个程序来获得马踏棋盘即骑士漫游问题的一个解 您的程序需要达到下面的要求: 棋盘的规模是8 8; 对于任意给定的初始化位置进行试验 得到漫游问题的解; 对每次实验 按照棋盘矩阵的方式 打印每个格被行径的顺序编号 技术提示: 解决这类问题的关键是考虑数据在计算机中的存储表示 可能最自然的表示方法就是把棋盘存储在一个8 8的二维数组board中 以 x y 为起点时骑士可能进行的八种移动 一般来说 位于 x y 的骑士可能移动到以下方格之一: x 2 y+1 x 1 y+2 x+1 y+2 x+2 y+1 x+2 y 1 x+1 y 2 x 1 y 2 x 2 y 1 但请注意 如果 x y 的位置离某一条边较近 有些可能的移动就会把骑士移到棋盘之外 而这当然是不允许的 骑士的八种可能的移动可以用一个数组MoveOffset方便地表示出来: MoveOffset[0] 2 1 MoveOffset[1] 1 2 MoveOffset[2] 1 2 MoveOffset[3] 2 1 MoveOffset[4] 2 1 MoveOffset[5] 1 2 MoveOffset[6] 1 2 MoveOffset[7] 2 1 于是 位于 x y 的骑士可以移动到 x+MoveOffset[k] x y+MoveOffset[k] y 其中k是0到7之间的某个整数值 并且新方格必须仍位于棋盘上 扩展需求:可以考虑将结果图形化 b 考察所有初始化的情况 测试是否都能够得到解 ">问题描述:将马随机放在国际象棋的 8X8 棋盘中的某个方格中 马按走棋规则进行移动 要求每个方格上只进入一次 走遍棋盘上全部 64 个方格 编制递归程序 求出马的行走路线 并按求出的行走路线 将数字 1 2 … 64 依 [更多]