圖的深度優(yōu)先遍歷和馬踏棋盤算法

圖的深度優(yōu)先遍歷思想

圖的遍歷通常有兩種遍歷次序方案: 深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷钧萍。
深度優(yōu)先遍歷(DepthFirstSearch)也有稱為深度優(yōu)先搜索:簡(jiǎn)稱DFS狈邑。
它的具體思想類似于在一個(gè)房間里面找鑰匙的方案: 無論從哪一間房間開始都可以蹂匹,將房間內(nèi)的墻角碘菜,床頭,床下限寞,衣柜忍啸,電視柜等挨個(gè)尋找,做到不放過任何一個(gè)死角履植,接著再尋找下一個(gè)房間计雌。

馬踏棋盤算法(騎士周游問題)

題目淵源:
馬踏棋盤問題(又稱騎士周游或騎士漫游問題)是算法設(shè)計(jì)的經(jīng)典問題之一。
題目要求:
國(guó)際象棋的棋盤為8*8的方格棋盤玫霎,現(xiàn)將“馬”放在任意指定的方格中凿滤,按照“馬”走棋的規(guī)則將“馬進(jìn)行移動(dòng)。要求每個(gè)方格只能進(jìn)入一次庶近,最終使得“馬”走遍棋盤64個(gè)方格翁脆。
編寫代碼,實(shí)現(xiàn)馬踏棋盤的操作鼻种,要求用1-64來標(biāo)注“馬”移動(dòng)的路徑反番。

圖片.png

解決問題借鑒的思路:

  1. 回溯法:
    回溯法的直到實(shí)現(xiàn)很簡(jiǎn)單,就是一條路走到黑,碰壁了再回來一條路走到黑...一般和遞歸可以很好的搭配使用罢缸,還有深度優(yōu)先搜索(DFS)篙贸。
  2. 哈密爾頓路徑:
    圖G中的哈密爾頓路徑指的是經(jīng)過圖G中的每個(gè)頂點(diǎn),且只經(jīng)過一次的一條軌跡枫疆,如果這條軌跡是一條閉合路徑(從起點(diǎn)出發(fā)不重復(fù)的遍歷所有有點(diǎn)后仍能回到起點(diǎn))爵川,那么這條路經(jīng)稱為哈密爾頓回路。

代碼實(shí)現(xiàn)

#include "stdafx.h"
#include<stdio.h>
#include<time.h>

#define X 8
#define Y 8
int chess[X][Y];

//找到基于(x,y)位置的下一個(gè)可走的位置
int nextxy(int *x, int *y, int count) { 
    switch (count)
    {
    case 0:
        if (*x + 2 <= X -1 && *y - 1 >= 0 && chess[*x + 2][*y - 1] == 0)
        {
            *x += 2;
            *y -= 1;
            return 1;
        }
        break;
    case 1:
        if (*x + 2 <= X - 1 && *y + 1 <= Y -1 && chess[*x + 2][*y + 1] == 0)
        {
            *x += 2;
            *y += 1;
            return 1;
        }
        break;
    case 2:
        if (*x + 1 <= X - 1 && *y - 2 >= 0 && chess[*x + 1][*y - 2] == 0)
        {
            *x = *x + 1;
            *y = *y - 2;
            return 1;
        }
        break;
    case 3:
        if (*x + 1 <= X - 1 && *y + 2 <= Y -1 && chess[*x + 1][*y + 2] == 0)
        {
            *x = *x + 1;
            *y = *y + 2;
            return 1;
        }
        break;
    case 4:
        if (*x - 2 >= 0 && *y - 1 >= 0 && chess[*x - 2][*y - 1] == 0)
        {
            *x = *x - 2;
            *y = *y - 1;
            return 1;
        }
        break;
    case 5:
        if (*x - 2 >= 0 && *y + 1 <= Y - 1 && chess[*x - 2][*y + 1] == 0)
        {
            *x = *x - 2;
            *y = *y + 1;
            return 1;
        }
        break;
    case 6:
        if (*x - 1 >= 0 && *y - 2 >= 0 && chess[*x - 1][*y - 2] == 0)
        {
            *x = *x - 1;
            *y = *y - 2;
            return 1;
        }
        break;
    case 7:
        if (*x - 1 >= 0 && *y + 2 <= Y - 1 && chess[*x - 1][*y + 2] == 0)
        {
            *x = *x - 1;
            *y = *y + 2;
            return 1;
        }
        break;
    default:
        break;
    }

    return 0;
}

void printc() {
    int i, j;
    for (i = 0; i < X; i++)
    {
        for (j = 0; j < Y; j++)
        {
            printf("%2d\t", chess[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    printf("\n");
}

//深度優(yōu)先遍歷棋盤的算法
//(x, y)為起始位置的坐標(biāo)
//tag是標(biāo)記變量, 每走一步 tag + 1
int TravelChessBoard(int x, int y, int tag) {
    int x1 = x, y1 = y, flag = 0, count = 0;
    chess[x][y] = tag;
    if (X * Y <= tag)
    {
        printc();
        //打印棋盤
        return 1;
    }
    flag = nextxy(&x1, &y1, count);
    while (0 == flag && count < 7)
    {
        count++;
        flag = nextxy(&x1, &y1, count);
    }
    
    //找到馬下一個(gè)可走坐標(biāo)(x1, y1)  如果找到flag=1 否則為0
    while (flag)
    {
        if (TravelChessBoard(x1, y1, tag + 1)) {
            return 1;
        }
        //繼續(xù)找到馬下一個(gè)可走坐標(biāo)(x1, y1)  如果找到flag=1 否則為0
        x1 = x;
        y1 = y;
        count++;
        flag = nextxy(&x1, &y1, count);
        while (0 == flag && count < 7)
        {
            count++;
            flag = nextxy(&x1, &y1, count);
        }
    }
    if (0 == flag)
    {
        chess[x][y] = 0;
    }
    return 0;
}


int main() {
    
    int i, j;
    clock_t start, finish;
    start = clock();
    for (i = 0; i < X; i++) {
        for (j = 0; j < Y; j++)
        {
            chess[i][j] = 0;
        }
    }
    if (!TravelChessBoard(2, 0, 1)) 
    {
        printf("抱歉,馬踏棋盤失敗");
    } 
    finish = clock();
    printf("\n本次計(jì)算一共耗時(shí):%f秒\n\n", (double)(finish - start) / CLOCKS_PER_SEC);

    getchar();
    getchar();
    return 0;
}
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