在上一篇初始版中,提到了在任意一点,理论上下一步可行的方向有8个。我们在nextxy函数中的switch-case函数中对这8个方向的选择顺序是随机的,实验可知,这样会导致运行的效率差距颇大。因此,有没有一种方法来很好的给这八个方向的选择优先度排个序呢?
有这么一个思路:我们分别求出这8个方向的点再下一步各自有几个方向可以走。比如方向0下一步有8个方向都可以走,方向1下一步只有2个方向可以走。那么我们认为优先级是方向1>方向0。我们在程序中不妨只选择两个优先级最高的方向去走,否则回溯。
那么这样来指定优先级方法的依据是什么呢?有些选择的后续下一步很少,例如方向1的点,如果不先遍历它的话以后可能会很难遍历到它。
暂且这么理解……
#include<stdio.h>
#include<time.h>
#define H 3 // 代表对下一步的排序只取出最小的2个,而不是对8个都排序,这样可以节省很多时间
int fx[8] = {-2,-1,1,2,2,1,-1,-2}, fy[8] = {1,2,2,1,-1,-2,-2,-1}, f[8] = {-15,-6,10,17,15,6,-10,-17};
// fx[] 和 fy[] 表示马在二维的八个方向,给二维坐标x和y用;f[]表示一维的八个方向,给数组a用。
int dep = 1; // dep 为递归的深度,代表在当前位置马已经走了多少步
int count, z = 0, zz = 0; // count 表示目标要多少种解法,而 z 记录当前算出了多少种解法,zz 记录在运算中回溯的次数
int out[100001][8][8], F[8], a[64]; // out[][][] 记录所有的遍历路径,a[] 用一维数组记录 8*8 棋盘中马的遍历路径
// 输入起始坐标,对存放遍历路径的数组a进行初始化
int Prepare()
{
int i, j, n;
printf("请输入起始点的坐标:\n");
printf("x=");
scanf("%d", &i);
printf("\by=");
scanf("%d", &j);
printf("你要的解的数目count=");
scanf("%d", &count);
n = i * 8 + j - 9; // 将起始点的二维坐标 x、y 转化成一维坐标 n ,从而方便数组 a[64] 的路径记录
for(i = 0; i<64; i++) // a[64] 存放在 8*8 方格中马的遍历路径,搜索之前先进行清零初始化
a[i] = 0;
a[n] = 1;
return n;
}
// Sortint() 函数对点 n 的下一步进行“后续下一步可选择数”的排序,结果保存在 b[][] 里面
// c 表示前驱结点在结点 n 的哪个位置。
void Sorting(int b[64][H], int n, int c)
{
int i, j, x, y, m1, m2, k, k1, l=1, xx, yy;
if(c != -1)
c = (c + 8 - 4) % 8;
for(i=0; i<8; i++) //对于当前节点的八个方向
{
F[i] = -1; //F记录八个方向的下一步的再下一步有多少个
m1 = n + f[i];
x = n / 8 + fx[i];
y = n % 8 + fy[i]; //这是下一步的坐标
if(c!=i && x>=0 && x<8 && y>=0 && y<8 && a[m1]==0) //如果下一步存在
{
F[i]++;
for(j=0; j<8; j++) //对于下一步的八个方向
{
m2 = m1 + f[j];
xx = x + fx[j];
yy = y + fy[j]; //这是再下一步的坐标
if(xx>=0 && xx<8 && yy>=0 && yy<8 && a[m2]==0) //如果再下一步存在
F[i]++;
}
}
}
b[n][0] = -1;
for(i=1; i<H; i++)
{
k = 9;
for(j=0; j<8; j++)
{
if(F[j]>-1 && F[j]<k) //k记录八个方向的下一步的再下一步最少选择的数目
{
k = F[j];
k1 = j; //k1记录k的下标
}
}
if(k < 9)
{
b[n][l++] = k1;
F[k1] = -1; //使k1方向不参与下一轮循环比较
b[n][0] = 1;
}
else
{
b[n][l++] = -1;
break;
}
}
}
// 搜索遍历路径
void Running(int n)
{
int i, j, k;
int b[64][H], s[64]; // b[][] 用来存放下一步的所有后续结点排序
s[0] = n;
Sorting(b, n, -1);
while(dep >= 0)
{
if(b[n][0]!=-1 && b[n][0]<H && b[n][b[n][0]]!=-1)
{
k = b[n][b[n][0]];
b[n][0]++;
n += f[k];
Sorting(b, n, k);
a[n] = ++dep; //存放点的访问顺序
s[dep-1] = n; //存放访问点下标
if(dep == 64)
{
for(i=0; i<8; i++)
for(j=0; j<8; j++)
out[z][i][j] = a[i*8+j];
z++;
if(z == count)
{
printf("\n完成!!\n");
printf("回溯的次数:%d\n", zz);
break;
}
}
}
else
{
dep--;
zz++;
a[n] = 0;
n = s[dep-1];
}
}
}
// 输出所有的遍历路径
void Output()
{
int i, j, k;
printf("\n\n输入'1'展示详细遍历,输入'0'退出程序:");
scanf("%d", &count);
if(count)
{
for(i=0; i<z; i++)
{
printf("第%d个解:\n", i+1);
for(j=0; j<8; j++)
{
for(k=0; k<8; k++)
printf("%3d", out[i][j][k]);
printf("\n");
}
}
}
}
void main()
{
int n;
double start,finish;
n = Prepare();
start = clock();
Running(n);
finish = clock();
printf("运行时间:%.3f秒\n",(finish-start)/1000);
Output();
}
运行结果: