算法设计与分析--棋盘覆盖问题解决思想

问题:在一个2^k * 2^k个方格组成的棋盘中,恰有一个方格与其他方格不同,称该方格为一特殊方格,则称该棋盘为一特殊棋盘。该棋盘为特殊棋盘,蓝色的方格为特殊方格。要用图2中的4种不同形态的L型骨牌覆盖给定的特殊棋盘上除特殊方格以外的所有方格,且任何2个L型骨牌不得重叠覆盖。

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分治法解决的原理

(1) 把棋盘等分成四个正方形分别是:左上、左下、右上、右下 四个子棋盘。
(2) 对于每一个子棋盘,如果其存在特殊方格,将它再分成四个子棋盘,并且使用同样的方法,对子棋盘进行递归。
(3)对于不存在特殊方格的子棋盘,假定与另外三个子棋盘相接的为特殊方格,有了特殊方格之后,对这个子棋盘进行递归
(4)直到子棋盘为1*1的正方形。
 

图解过程

第一次分治,划分4块棋盘。

左上有特殊方块,不用处理。(如果没有,则假设左下角为特殊方块)

右上没有特殊方块,假设右上棋盘的左下角为特殊方块。

左下棋盘没有特殊方块,假设右上角为特殊方块。

右下棋盘没有特殊方块,假设左上角为特殊方块。

算法设计与分析--棋盘覆盖问题解决思想_第1张图片算法设计与分析--棋盘覆盖问题解决思想_第2张图片

 是不是可以得到第一个填充的位置了?

 下一步

 首先对左上棋盘再次划分

左上没有特殊方块,假设右下角为特殊方块。

右上没有特殊方块,假设左下角为特殊方块。

左下没有特殊方块,假设右上角为特殊方块。

右下有特殊方块,不处理。

算法设计与分析--棋盘覆盖问题解决思想_第3张图片算法设计与分析--棋盘覆盖问题解决思想_第4张图片

 第二个填充位置是不是出来了

下一步

还是左上角(要分到只有一个方格为止)分

左上没有特殊方块,假设右下角为特殊方块。(这里的左上棋盘只剩一格,所以只能填充整个棋盘,其他棋盘也是一样)。

右上没有特殊方块,假设左下角为特殊方块。

左下没有特殊方块,假设右上角为特殊方块。

右下有特殊方块,不处理。

算法设计与分析--棋盘覆盖问题解决思想_第5张图片

 同理

算法设计与分析--棋盘覆盖问题解决思想_第6张图片算法设计与分析--棋盘覆盖问题解决思想_第7张图片算法设计与分析--棋盘覆盖问题解决思想_第8张图片

 

 左上彻底完成填充,回溯,到第一次分治时的右上角棋盘,同理最终就能完成。(结果我就不展示了,P图累啊)

下面是一些代码:

C++

#include 
#include 

using namespace std;

int def[101][101]={0};
static int t=0;

void chess(int a,int b,int aa,int bb,int length){//a,b为子棋盘左上角坐标,aa,bb为特殊点坐标,length为子棋盘长度
    if(length==1){
        return;
    }
    t++;
    int tem =t;
    int l=length/2;
    
    if(aa=a+l && bb=b+l){//右上角的子棋盘
        chess(a,b+l,aa,bb,l);
    }
    else{
        def[a+l-1][b+l]=tem;
        //cout<<"右上  "<=a+l && bb>=b+l){
        chess(a+l,b+l,aa,bb,l);
    }
    else{
        def[a+l][b+l]=tem;
        //cout<<"右下  "<>length;
    cout<<"请输入特殊点行号aa:";
    cin>>aa;
    cout<<"请输入特殊点列号bb:";
    cin>>bb;
    a=b=1;
    m=length;
    
    chess(a,b,aa,bb,length);
    
    for(int i=1;i<=m;i++){ //输出结果
        for(int j=1;j<=m;j++){
            cout.width(3);
            cout<

Java

public class ChessProblem {
	
	int size;//容量
	int[][] board;//棋盘
	int specialROW;//特殊点横坐标
	int specialCOL;//特殊点纵坐标
	int number = 0;//L形编号
	
	public ChessProblem(int specialRow, int specialCol, int size) {
		this.size = size;
		this.specialCOL = specialCOL;
		this.specialROW = specialROW;
		board = new int[size][size];
	}
	
	//specialROW   特殊点的行下标
	//specialCOL   特殊点的列下标
	//leftRow      矩阵的左边起点行下标
	//leftCol      矩阵左边起点的列下标
	//size         矩阵的宽或者高
	
 	public void setBoard(int specialROW, int specialCOL, int leftROW, int leftCOL, int size) {
		if (1 == size) {
			return;
		}
		
		int subSize = size / 2;
		number++;
		int n = number;//注意这里一定要吧number存在当前的递归层次里,否则进入下一层递归全局变量会发生改变
		
		//假设特殊点在左上角区域
		if (specialROW < leftROW + subSize && specialCOL < leftCOL + subSize) {
			setBoard(specialROW, specialCOL, leftROW, leftCOL, subSize);
		}
		else {
			//不在左上角,设左上角矩阵的右下角就是特殊点(和别的一起放置L形)
			board[leftROW + subSize - 1][leftCOL + subSize - 1] = n;
			setBoard(leftROW + subSize - 1, leftCOL + subSize - 1, leftROW, leftCOL, subSize);
		}
		
		//假设特殊点在右上方
		if (specialROW < leftROW + subSize && specialCOL >= leftCOL + subSize) {
			setBoard(specialROW, specialCOL, leftROW, leftCOL + subSize, subSize);
		}
		else {
			//不在右上方,设右上方矩阵的左下角就是特殊点(和别的一起放置L形)
			board[leftROW + subSize -1][leftCOL + subSize] = n;
			setBoard(leftROW + subSize -1, leftCOL + subSize, leftROW, leftCOL + subSize, subSize);
		}
		
		//特殊点在左下方
		if (specialROW >= leftROW + subSize && specialCOL < leftCOL + subSize) {
			setBoard(specialROW, specialCOL, leftROW + subSize, leftCOL, subSize);
		}
		else {
			//不在左下方,设左下方矩阵的右上角就是特殊点(和别的一起放置L形)
			board[leftROW + subSize][leftCOL + subSize - 1] = n;
			setBoard(leftROW + subSize, leftCOL + subSize - 1, leftROW + subSize, leftCOL, subSize);
		}
 
		//特殊点在右下角
		if (specialROW >= leftROW + subSize && specialCOL >= leftCOL + subSize) {
			setBoard(specialROW, specialCOL, leftROW + subSize, leftCOL + subSize, subSize);
		}
		else {
			//不在右下角,设右下角矩阵的左上就是特殊点(和别的一起放置L形)
			board[leftROW + subSize][leftCOL + subSize] = n;
			setBoard(leftROW + subSize, leftCOL + subSize, leftROW + subSize, leftCOL + subSize, subSize);			
		}	
	}
	
 	
 	public void printBoard(int specialRow,int specialCol,int size) {
 		setBoard(specialRow, specialCol, 0, 0, size);
 		for (int i = 0; i < board.length; i++) {
			for (int j = 0; j < board.length; j++) {
				System.out.print(board[i][j] + " ");				
			}
			System.out.println();
		}
 	}
 	
 	
	public static void main(String[] args) {
		int N = 4;
		int specialRow = 0;
		int specialCol = 1;
		ChessProblem chessProblem = new ChessProblem(specialRow , specialCol , N);
		chessProblem.printBoard(specialRow, specialCol, N);
	}
}

 

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