在一个2k x 2k ( 即:2^k x 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,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,用到的方格数为(4^k-1)/3
这里我们用分治法解决该问题。分治法是把一个规模很大的问题分解为多个规模较小、类似的子问题,然后递归地解决所有子问题,最后再由子问题的解决得到原问题的解决。
【解题思路】:将2^k x 2^k的棋盘,先分成相等的四块子棋盘,其中特殊方格位于四个中的一个,构造剩下没特殊方格三个子棋盘,将他们中的也假一个方格设为特殊方格。如果是:
左上的子棋盘(若不存在特殊方格)----则将该子棋盘右下角的那个方格假设为特殊方格
右上的子棋盘(若不存在特殊方格)----则将该子棋盘左下角的那个方格假设为特殊方格
左下的子棋盘(若不存在特殊方格)----则将该子棋盘右上角的那个方格假设为特殊方格
【解题思路】:将2^k x 2^k的棋盘,先分成相等的四块子棋盘,其中特殊方格位于四个中的一个,构造剩下没特殊方格三个子棋盘,将他们中的也假一个方格设为特殊方格。如果是:
左上的子棋盘(若不存在特殊方格)----则将该子棋盘右下角的那个方格假设为特殊方格
右上的子棋盘(若不存在特殊方格)----则将该子棋盘左下角的那个方格假设为特殊方格
左下的子棋盘(若不存在特殊方格)----则将该子棋盘右上角的那个方格假设为特殊方格
右下的子棋盘(若不存在特殊方格)----则将该子棋盘左上角的那个方格假设为特殊方格
为了将这三个无特殊方格的子棋盘转化为特殊棋盘,可以用一个L型骨牌覆盖这三个较小棋盘的 汇合处,如图B所示,这三个子棋盘上被L型骨牌覆盖的方格就成为该棋盘的特殊方格,从而将原问题转化为4个较小规模的棋盘覆盖问题。递归的使用这种分割直至棋盘分割为1*1棋盘。
当然上面四种,只可能且必定只有三个成立,那三个假设的特殊方格刚好构成一个L型骨架,我们可以给它们作上相同的标记。这样四个子棋盘就分别都和原来的大棋盘类似,我们就可以用递归算法解决。
代码如下:
1 #include<iostream.h> 2 int tile=1; 3 int board[100][100]; 4 void chessBoard(int tr, int tc, int dr, int dc, int size) 5 { 6 if(size==1) 7 return; 8 int t=tile++;//L型骨牌号 9 int s=size/2;//分割棋盘 10 if(dr<tr+s && dc<tc+s)//如果棋盘在左上角中 11 chessBoard(tr, tc, dr, dc, s);//分割左上角棋盘 12 else 13 { 14 board[tr+s-1][tc+s-1]=t;//用t号覆盖右下角 15 chessBoard(tr, tc, tr+s-1, tc+s-1, s);//覆盖其他方格 16 } 17 if(dr<tr+s && dc>=tc+s)//如果棋盘在右上角中 18 chessBoard(tr, tc+s, dr, dc, s); //分割右上角棋盘 19 else 20 { 21 board[tr+s-1][tc+s]=t;//用t号覆盖左上角 22 chessBoard(tr, tc+s, tr+s-1, tc+s, s);//覆盖其他方格 23 } 24 if(dr>=tr+s && dc<tc+s)//如果棋盘在左下角中 25 chessBoard(tr+s, tc, dr, dc, s);//分割左下角棋盘 26 else 27 { 28 board[tr+s][tc+s-1]=t;//用t号覆盖右上角 29 chessBoard(tr+s, tc, tr+s, tc+s-1, s);//覆盖其他方格 30 } 31 if(dr>=tr+s && dc>=tc+s)//如果棋盘在右下角中 32 chessBoard(tr+s, tc+s, dr, dc, s);//分割右下角棋盘 33 else 34 { 35 board[tr+s][tc+s]=t;//用t号覆盖左上角 36 chessBoard(tr+s, tc+s, tr+s, tc+s, s);//覆盖其他方格 37 } 38 } 39 40 void main() 41 { 42 int size; 43 cout<<"输入棋盘的size(大小必须是2的n次幂): "; 44 cin>>size; 45 int index_x,index_y; 46 cout<<"输入特殊方格位置的坐标: "; 47 cin>>index_x>>index_y; 48 chessBoard(0,0,index_x,index_y,size); 49 for(int i=0;i<size;i++) 50 { 51 for(int j=0;j<size;j++) 52 cout<<board[i][j]<<"\t"; 53 cout<<endl; 54 } 55 }