每日一算法:骑士遍历问题

说明骑士旅游(Knight tour)在十八世纪初倍受数学家与拼图迷的注意,它什么时候被提出已不可考,骑士的走法为西洋棋的走法,骑士可以由任一个位置出发,它要如何走完[所有的位置?

解法骑士的走法,基本上可以使用递回来解决,但是纯綷的递回在维度大时相当没有效率,一个聪明的解法由J.C. Warnsdorff1823年提出,简单的说,先将最难的位置走完,接下来的路就宽广了,骑士所要走的下一步,「为下一步再选择时,所能走的步数最少的一步。」,使用这个方法,在不使用递回的情况下,可以有较高的机率找出走法(找不到走法的机会也是有的)。

显然求解骑士游历问题的每一步就是马在棋盘上走的一步。在每一步马需要选择一个方向进行游历,这时记住解的每一步需要记住两件事:
1.当前步的行列位置
2.当前步已经试探过哪些方向了,以便回溯回来时能够选择一个新的方向进行试探

对于骑士游历问题一个启发式规则是,在选择当前步的方向时去选择满足下面条件的方向,
当按这个方向推进到下一位置时,这个位置所可以再选择的方向最少。
也就是说在当前位置优先选一个走起来比”艰难”的方向来推进。加入这种启发式规则之后,从运行的效果看,在求解的过程中几乎不回溯。

 

#include <stdio.h> 

int travel(int x, int y);
int board[8][8] = {0}; 

int main(void) 
{
	int startx, starty;
	int i, j;
	printf("输入起始点:");
	scanf("%d %d", &startx, &starty);
	if(travel(startx, starty)) 
	{
		printf("游历完成!\n");
		for(i = 0; i < 8; i++) 
		{
			for(j = 0; j < 8; j++)
			{
				printf("%2d ", board[i][j]);
			}
			printf("\n");
		}
	}
	else 
	{
		printf("游历失败!\n");
	}

	return 0;
} 



int travel(int x, int y) 
{
	// 对应骑士可走的八个方向 ,按顺时针方向查找
	int ktmove1[8] = {-2, -1, 1, 2, 2, 1, -1, -2};//左右方向
	int ktmove2[8] = {1, 2, 2, 1, -1, -2, -2, -1};//上下方向
	// 测试下一步的出路
	int nexti[8] = {0};//左右方向
	int nextj[8] = {0};//上下方向
	// 记录出路的个数,最少的个数即为我们所求
	int exists[8] = {0};
	int i, j, k, m, l;
	int tmpi, tmpj;
	int count, min, tmp;
	i = x;
	j = y;
	board[i][j] = 1;//设置入口处为1
	for(m = 2; m <= 64; m++) 
	{//2...64
		for(l = 0; l < 8; l++)
		{//出路的个数初始为0
			exists[l] = 0;
		}
		l = 0;
		// 试探八个方向
		for(k = 0; k < 8; k++)
		{
			tmpi = i + ktmove1[k];
			tmpj = j + ktmove2[k];
			// 如果是边界了,不可走
			if(tmpi < 0 || tmpj < 0 || tmpi > 7 || tmpj > 7)
			{
				continue;
			}
			// 如果这个方向可走,记录下来
			if(board[tmpi][tmpj] == 0)
			{//记录方向
				nexti[l] = tmpi;
				nextj[l] = tmpj;
				// 可走的方向加一个
				l++;
			}
		}
		count = l;
		// 如果可走的方向为0个,返回
		if(count == 0)
		{
			return 0;
		}
		else if(count == 1) 
		{
			// 只有一个可走的方向
			// 所以直接是最少出路的方向
			min = 0;
		}
		else
		{
			// 找出下一个位置的出路数
			for(l = 0; l < count; l++)
			{
				for(k = 0; k < 8; k++) 
				{
					tmpi = nexti[l] + ktmove1[k];
					tmpj = nextj[l] + ktmove2[k];
					if(tmpi < 0 || tmpj < 0 || 
						tmpi > 7 || tmpj > 7) 
					{
						continue;
					}
					if(board[tmpi][tmpj] == 0)
					{//记录下一个位置的出路数
						exists[l]++;
					}
				}
			}
			tmp = exists[0];
			min = 0;
			// 从可走的方向中寻找最少出路的方向
			for(l = 1; l < count; l++) 
			{
				if(exists[l] < tmp) 
				{
					tmp = exists[l];
					min = l;
				}
			}
		}
		// 走最少出路的方向
		i = nexti[min];
		j = nextj[min];
		board[i][j] = m;
	}
	return 1;
}  

 

    原文作者:骑士周游问题
    原文地址: https://blog.csdn.net/qq523176585/article/details/15340761
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
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