C++ 实现大棋盘骑士巡游的优化算法
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更新于2024-09-13
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"C++ 实现大棋盘骑士巡游算法,使用回溯法优化"
骑士巡游问题是一个经典的计算机科学问题,它源自国际象棋中的骑士移动规则。在这个问题中,目标是找到一种方式,使得骑士能够从棋盘上的一个位置开始,依次经过棋盘上所有其他位置恰好一次,然后回到起点,且每个位置只访问一次。在这个C++ 实现的版本中,主要采用了非递归的回溯法,并进行了优化,能够处理4000 * 4000大小的棋盘,且在10秒内完成计算。
首先,代码中定义了一个`dir_all`结构体,用于存储骑士的位置和可行步数。`mystack`数组用来作为回溯法中的栈,存储当前的可行路径。`map`二维数组表示棋盘,用于记录每个位置是否已被访问过。`ok`、`s`、`e`分别代表是否找到解、起始点和结束点,`n`和`m`是棋盘的行数和列数,`source`是起始位置,`flag`数组则用于标记当前位置是否正在被考虑。
在算法优化方面,有以下两点关键改进:
1. 棋盘平移:无论起始点在棋盘的哪个位置,都先从棋盘中心开始尝试路径。这是因为这样可以更平均地分散计算量,减少无效的搜索。当找到一条可行路径后,再通过棋盘的平移得到实际的解决方案。
2. 骑士下一步选择策略:对于骑士的下一步,优先选择可行路径较少的方向。如果存在多个位置的可行路径数量相同,那么倾向于选择距离棋盘边缘较远的位置。这样有助于减少在棋盘边缘的循环,提高效率。这个策略是通过`pass_cnt`函数来计算每个位置的可行步数,并在`cmp`函数中进行比较,以决定下一步的走向。
代码中,`inarea`函数用于检查坐标是否在棋盘范围内,`pruning`函数进行剪枝操作,避免不必要的路径探索。`main`函数中调用了回溯算法的实现,同时使用`clock_t`记录时间以评估性能。
这个C++ 实现的骑士巡游算法通过非递归的回溯法,结合优化策略,成功地解决了大棋盘的问题,对于1000 * 1000大小的棋盘,可以在1秒内找到解。这展示了高效算法设计和优化在解决复杂问题时的重要性。
2009-07-01 上传
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xiaoqiu
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