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. Warnsdorff在1823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;
}