类孔明棋 c语言实验，深度优先搜索中的重叠子结果的优化问题
2024-05-10 08:28:56
前几天帮朋友写一个类孔明棋的算法，
上题
5*5的棋盘 .表示没棋子 o表示有棋子
如： ooooo
ooooo
oo.oo
ooooo
ooooo
走法和孔明的走法一样
开始直接就是一个深搜 没有用数据结构 用的数组
#include<stdio.h>
#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;
char data[5][5]; //棋盘
int tag; //记录棋盘上有多少个棋子
int n=0; //记录方案个数
int scheme [25][4];
int code; //记录数据 int path(int z){ //递归还原数据 加输出数据 if(z==0){ //递归结束的条件 for(int i=0;i<5;i++){for(int j=0;j<5;j++)printf("%c",data[i][j]); printf("\n"); }printf("\n"); }else{data[(scheme[z][0]+scheme[z][2])/2][(scheme[z][1]+scheme[z][3])/2]='o';data[scheme[z][0]][scheme[z][1]]='o';data[scheme[z][2]][scheme[z][3]]='.';path(z-1); //递归 上面是还原数据 下面是移动棋子 data[(scheme[z][0]+scheme[z][2])/2][(scheme[z][1]+scheme[z][3])/2]='.';data[scheme[z][0]][scheme[z][1]]='.';data[scheme[z][2]][scheme[z][3]]='o';for(int i=0;i<5;i++){for(int j=0;j<5;j++)printf("%c",data[i][j]); printf("\n");}printf("\n"); }
}int dfs(int x,int y,int z){ //深搜 if(tag==1) {n++; //记录可行个数 path(z-1); // 初步输出棋盘 /* //方法输出 printf("方案为：");for(int i=0;i<z;i++)printf("%d.%d->%d.%d ",scheme[i][0],scheme[i][1],scheme[i][2],scheme[i][3]);printf("\n");*/ return 1;}for(int i=0;i<5;i++){for(int j=0;j<5;j++){ if(data[i][j]=='o') { //双重循环加判断找出棋子的位置 x=i;y=j; //判断各个方向是否可以走 if(x>=2&&data[x-1][y]=='o'&&data[x-2][y]=='.'){ //上 data[x][y]='.'; data[x-1][y]='.'; data[x-2][y]='o';scheme[z][0]=x; scheme[z][1]=y; scheme[z][2]=x-2; scheme[z][3]=y;tag--;code=dfs(0,0,z+1); //上面的是移动位置 记录位置 减少棋子数 if(code==1) return 1; //递归到下一层 data[x][y]='o'; //下面的是恢复位置 增加棋子数 data[x-1][y]='o'; data[x-2][y]='.'; tag++; }if(x<=2&&data[x+1][y]=='o'&&data[x+2][y]=='.'){ //下 data[x][y]='.';data[x+1][y]='.';data[x+2][y]='o';scheme[z][0]=x; scheme[z][1]=y; scheme[z][2]=x+2; scheme[z][3]=y;tag--;code=dfs(0,0,z+1);if(code==1) return 1;data[x][y]='o';data[x+1][y]='o';data[x+2][y]='.';tag++;}if(y>=2&&data[x][y-1]=='o'&&data[x][y-2]=='.'){ //左 data[x][y]='.';data[x][y-1]='.';data[x][y-2]='o';scheme[z][0]=x; scheme[z][1]=y; scheme[z][2]=x; scheme[z][3]=y-2;tag--;if(dfs(0,0,z+1)==1) return 1;data[x][y]='o';data[x][y-1]='o';data[x][y-2]='.';tag++;}if(y<=2&&data[x][y+1]=='o'&&data[x][y+2]=='.'){ //右 data[x][y]='.';data[x][y+1]='.';data[x][y+2]='o';scheme[z][0]=x; scheme[z][1]=y; scheme[z][2]=x; scheme[z][3]=y+2;tag--;code=dfs(0,0,z+1);if(code==1) return 1;data[x][y]='o';data[x][y+1]='o';data[x][y+2]='.';tag++;} }}}return 0; }int main(){int k=0;for(int i=0;i<5;i++){for(int j=0;j<5;j++){cin>>data[i][j];}} //输入 for(int i=0;i<5;i++){for(int j=0;j<5;j++){if(data[i][j]=='o') k++;} //记录初始棋子个数 }tag=k;printf("\n"); dfs(0,0,0); //深搜 if(n==0) printf("无解\n"); return 0;
}
然后问题就来了 2个小时没跑出结果 简单的深度优先搜索简单的说就是穷举，所以需要减枝
后来 准备用空间换时间，加上一个标记，去掉重叠子问题
bool record[32][32][32][32][32]; //标记这用来记录不可行的子问题
后来的修正版
#include<stdio.h>
#include <iostream>
#include <time.h>
#include <string.h>
using namespace std;
char data[6][6]; //棋盘
int tag; //记录棋盘上有多少个棋子
int n=0; //记录方案个数
int scheme [25][4];
int code; //记录数据
bool record[32][32][32][32][32]; //标记
int sum[5]; void path(int z){ //递归还原数据 加输出数据 if(z==0){ //递归结束的条件 for(int i=0;i<5;i++){for(int j=0;j<5;j++)printf("%c",data[i][j]); printf("\n"); }printf("\n"); }else{data[(scheme[z][0]+scheme[z][2])/2][(scheme[z][1]+scheme[z][3])/2]='o';data[scheme[z][0]][scheme[z][1]]='o';data[scheme[z][2]][scheme[z][3]]='.';path(z-1); //递归 上面是还原数据 下面是移动棋子 data[(scheme[z][0]+scheme[z][2])/2][(scheme[z][1]+scheme[z][3])/2]='.';data[scheme[z][0]][scheme[z][1]]='.';data[scheme[z][2]][scheme[z][3]]='o';for(int i=0;i<5;i++){for(int j=0;j<5;j++)printf("%c",data[i][j]); printf("\n");}printf("\n"); }
}int dfs(int x,int y,int z){ //深搜if(tag==1) {for(int i=0;i<5;i++)for(int j=0;j<5;j++){if(data[i][j]==0) data[i][j]='.';else data[i][j]='o';} n++;path(z-1);/* printf("方案为：");for(int i=0;i<z;i++)printf("%d.%d->%d.%d ",scheme[i][0],scheme[i][1],scheme[i][2],scheme[i][3]);printf("\n");*/ return 1;}for(int i=0;i<5;i++)sum[i]=data[i][0]*16+data[i][1]*8+data[i][2]*4+data[i][3]*2+data[i][4];if(record [sum[0]][sum[1]][sum[2]][sum[3]][sum[4]]==false) return 0;for(int i=0;i<5;i++){for(int j=0;j<5;j++){ if(data[i][j]==1) { //双重循环加判断找出棋子的位置 x=i;y=j; //判断各个方向是否可以走 if(x>=2&&data[x-1][y]==1&&data[x-2][y]==0){ //上 data[x][y]=0; data[x-1][y]=0; data[x-2][y]=1;scheme[z][0]=x; scheme[z][1]=y; scheme[z][2]=x-2; scheme[z][3]=y;tag--;code=dfs(0,0,z+1); //上面的是移动位置 记录位置 减少棋子数 if(code==1) return 1; //递归到下一层 data[x][y]=1; //下面的是恢复位置 增加棋子数 data[x-1][y]=1; data[x-2][y]=0; tag++; }if(x<=2&&data[x+1][y]==1&&data[x+2][y]==0){ //下 data[x][y]=0;data[x+1][y]=0;data[x+2][y]=1;scheme[z][0]=x; scheme[z][1]=y; scheme[z][2]=x+2; scheme[z][3]=y;tag--;code=dfs(0,0,z+1);if(code==1) return 1;data[x][y]=1;data[x+1][y]=1;data[x+2][y]=0;tag++;}if(y>=2&&data[x][y-1]==1&&data[x][y-2]==0){ //左 data[x][y]=0;data[x][y-1]=0;data[x][y-2]=1;scheme[z][0]=x; scheme[z][1]=y; scheme[z][2]=x; scheme[z][3]=y-2;tag--;if(dfs(0,0,z+1)==1) return 1;data[x][y]=1;data[x][y-1]=1;data[x][y-2]=0;tag++;}if(y<=2&&data[x][y+1]==1&&data[x][y+2]==0){ //右 data[x][y]=0;data[x][y+1]=0;data[x][y+2]=1;scheme[z][0]=x; scheme[z][1]=y; scheme[z][2]=x; scheme[z][3]=y+2;tag--;code=dfs(0,0,z+1);if(code==1) return 1;data[x][y]=1;data[x][y+1]=1;data[x][y+2]=0;tag++;} }}}for(int i=0;i<5;i++)sum[i]=data[i][0]*16+data[i][1]*8+data[i][2]*4+data[i][3]*2+data[i][4];record[sum[0]][sum[1]][sum[2]][sum[3]][sum[4]]=false;return 0; }int main(){int k=0;for(int i=0;i<5;i++){for(int j=0;j<5;j++)cin>>data[i][j];}//输入 for(int i=0;i<5;i++){for(int j=0;j<5;j++){if(data[i][j]=='o') {k++;data[i][j]=49-'0'; }else {data[i][j]=49-'1'; } } //记录初始棋子个数 }for(int i1=0;i1<32;i1++) //记录初始棋子个数 for(int i2=0;i2<32;i2++)for(int i3=0;i3<32;i3++)for(int i4=0;i4<32;i4++)for(int i5=0;i5<32;i5++){record[i1][i2][i3][i4][i5]=true;}tag=k;printf("\n"); dfs(0,0,0); //深搜 if(n==0) printf("无解\n"); return 0;
}
修正版的运行时间在1S以内
另外附上一个我看到的别人大佬写的类孔明棋算法
https://blog.csdn.net/tmljs1988/article/details/6039101
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