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棋盘覆盖问题 (分治)

问题描叙:

在一个2k×2k 个方格组成的棋盘中,恰有一个方格与其它方格不同,称该方格为一特殊方格,且称该棋盘为一特殊棋盘。

在棋盘覆盖问题中,要用图示的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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分析:

当k>0时,将2k×2k棋盘分割为4个2k-1×2k-1 子棋盘(a)所示。
特殊方格必位于4个较小子棋盘之一中,其余3个子棋盘中无特殊方格。为了将这3个无特殊方格的子棋盘转化为特殊棋盘,

可以用一个L型骨牌覆盖这3个较小棋盘的会合处,如 (b)所示,从而将原问题转化为4个较小规模的棋盘覆盖问题。

递归地使用这种分割,直至棋盘简化为棋盘1×1。

 

 \
 

 

实例:


    将棋盘保存在一个二维数组中。骨牌号从1开始,特殊方格为0,如果是一个4 * 4的棋盘,特殊方格为(2,2),那么程序的输出为

2   2   3   3  
2   1   1   3  
4   1   0   5  
4   4   5   5

相同数字的为同一骨牌。

[cpp]
/*
tr: 棋盘左上角方格的行号;
tc: 棋盘左上角方格的列号;
dr: 特殊方格所在的行号;
dc:特殊方格所在的列号;
size: size = 2^k,棋盘规格为2^k * 2^k;
*/ 
void  chessBoard(int tr, int tc, int dr, int dc, int size) 

    if(1 == size) return ; 
    int t = tile++, //L型骨牌号  
    s = size>>1; //分割棋盘  
 
    //覆盖左上角子棋盘  
    if(dr <tr + s && dc < tc + s) 
        //特殊方格在此棋盘中  
        chessBoard(tr, tc, dr, dc, s); 
    else  
    { 
        //用t号L型骨牌覆盖右下角  
        board[tr+s - 1][tc + s -1] = t; 
        //覆盖其余方格  
        chessBoard(tr,tc,tr+s-1,tc+s-1,s); 
    } 
 
    //覆盖右上角子棋盘  
    if(dr<tr+s && dc >= tc+s) 
        //特殊方格在此棋盘中  
        chessBoard(tr,tc+s, dr,dc,s); 
    else //此棋盘中无特殊方格  
    { 
        //用t号L型骨牌覆盖左下角  
        board[tr+s-1][tc+s] = t; 
        //覆盖其余方格  
        chessBoard(tr, tc+s, tr+s-1,tc+s, s);    
    } 
 
    //覆盖左下角子棋盘  
    if(dr>=tr+s && dc<tc + s) 
        //特殊方格在此棋盘中  
        chessBoard(tr+s,tc,dr,dc,s); 
    else //用t号L型骨牌覆盖右上角  
    { 
        board[tr+s][tc+s-1] = t; 
        //覆盖其余方格  
        chessBoard(tr+s,tc,tr+s,tc+s-1,s); 
    } 
 
    //覆盖右下角子棋盘  
    if(dr>=tr+s && dc>=tc+s) 
        //特殊方格在此棋盘中  
        chessBoard(tr+s,tc+s,dr,dc,s); 
    else //用t号L型骨牌覆盖左上角  
    { 
        board[tr+s][tc+s] = t; 
        //覆盖其余方格  
        chessBoard(tr+s,tc+s,tr+s,tc+s,s); 
    } 

/*
tr: 棋盘左上角方格的行号;
tc: 棋盘左上角方格的列号;
dr: 特殊方格所在的行号;
dc:特殊方格所在的列号;
size: size = 2^k,棋盘规格为2^k * 2^k;
*/
void  chessBoard(int tr, int tc, int dr, int dc, int size)
{
 if(1 == size) return ;
 int t = tile++, //L型骨牌号
 s = size>>1; //分割棋盘

 //覆盖左上角子棋盘
 if(dr <tr + s && dc < tc + s)
  //特殊方格在此棋盘中
  chessBoard(tr, tc, dr, dc, s);
 else
 {
  //用t号L型骨牌覆盖右下角
  board[tr+s - 1][tc + s -1] = t;
  //覆盖其余方格
  chessBoard(tr,tc,tr+s-1,tc+s-1,s);
 }

 //覆盖右上角子棋盘
 if(dr<tr+s && dc >= tc+s)
  //特殊方格在此棋盘中
  chessBoard(tr,tc+s, dr,dc,s);
 else //此棋盘中无特殊方格
 {
  //用t号L型骨牌覆盖左下角
  board[tr+s-1][tc+s] = t;
  //覆盖其余方格
  chessBoard(tr, tc+s, tr+s-1,tc+s, s); 
 }

 //覆盖左下角子棋盘
 if(dr>=tr+s && dc<tc + s)
  //特殊方格在此棋盘中
  chessBoard(tr+s,tc,dr,dc,s);
 else //用t号L型骨牌覆盖右上角
 {
  board[tr+s][tc+s-1] = t;
  //覆盖其余方格
  chessBoard(tr+s,tc,tr+s,tc+s-1,s);
 }

 //覆盖右下角子棋盘
 if(dr>=tr+s && dc>=tc+s)
  //特殊方格在此棋盘中
  chessBoard(tr+s,tc+s,dr,dc,s);
 else //用t号L型骨牌覆盖左上角
 {
  board[tr+s][tc+s] = t;
  //覆盖其余方格
  chessBoard(tr+s,tc+s,tr+s,tc+s,s);
 }
}

 


 

补充:软件开发 , C++ ,
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