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    gr8vyguy@Blogjava

    應用Backtracking解一道算法題

    在一個n乘n的棋盤上有一匹馬,要求這匹馬不重復的把每個格子都跳一邊。這里馬的走法和中國象棋里的馬一樣。如下圖所示,一步只能跳到位于棋盤內的1到8的八個格子里。

     

    對這道題目,一個最直觀的解法就是使用所謂的Backtracking的思路,從起點開始,一直跳,沒格子可跳了,就退回一步,接著往下跳。在這個過程中,記下所有跳過的格子,不重復跳到跳過的格子里。直到所有的格子都跳完為止,也就是發現一個解法,或者所有可能的跳法都試過,還沒有找到一個跳法,也就是沒有解法。

    很簡單的思路,但是如果你不熟悉Recursion的編程的話,要實現卻不那么簡單。Recursion是計算機科學中最重要的一個概念和工具,也是計算機科學強大動力的源泉,怎么強調都不過分。Recursion在計算機的各個學科都有著非常重要的作用。所有可計算的函數可以歸結在Partial Recursive Function下。掌握和熟悉Recursion的思路可以說是您步入計算機科學殿堂的第一步。

    下面是我用Java編寫的跳馬題的Recursive的解法


     1     private static int[][] board;
     2     private static int length;
     3 
     4     /**
     5      * search a solution of Springerproblem
     6      * 
     7      * @param n  board of n*n fields
     8      * @param x  [1 .. n] horizontal coordinate
     9      * @param y  [1 .. n] vertical coordinate
    10      * @return   true found, false no
    11      */
    12     public static boolean search(int n, int x, int y) {
    13         if (n < 1 || x < 1 || x > n || y < 1 || y > n) {
    14             System.out.println("wrong input dimension.");
    15             return false;
    16         }
    17 
    18         board = new int[n + 1][n + 1];
    19         length = n;
    20         for (int i = 1; i <= length; i++)
    21             for (int j = 1; j < length; j++)
    22                 board[i][j] = 0;
    23 
    24         return research(x, y, 1);
    25     }
    26 
    27     /**
    28      * recursive search
    29      * 
    30      * @param x 起點x
    31      * @param y 起點y
    32      * @param step 第幾步
    33      * @return true 找到解法,false,失敗了
    34      */
    35     private static boolean research(int x, int y, int step) {
    36         if (x < 1 || x > length || y < 1 || y > length)
    37             return false;
    38         if (board[x][y] > 0)
    39             return false;
    40 
    41         board[x][y] = step;
    42         if (step == length * length)
    43             return true;
    44 
    45         if (research(x - 1, y - 2, step + 1))
    46             return true;
    47         if (research(x - 1, y + 2, step + 1))
    48             return true;
    49         if (research(x + 1, y - 2, step + 1))
    50             return true;
    51         if (research(x + 1, y + 2, step + 1))
    52             return true;
    53         if (research(x - 2, y - 1, step + 1))
    54             return true;
    55         if (research(x - 2, y + 1, step + 1))
    56             return true;
    57         if (research(x + 2, y - 1, step + 1))
    58             return true;
    59         if (research(x + 2, y + 1, step + 1))
    60             return true;
    61 
    62         board[x][y] = 0;
    63         return false;
    64     }

     

    初學Recursion的時候,很不習慣他的思維方式。有時候甚至會奇怪這樣就把問題解決了。在使用Recursion編程的時候,可以假定您已經有一個要找的函數f了,然后應用f 較小的情況來解決大的情況,最小的情況另外特殊求解。這個過程中最關鍵的就是設計f的接口和功能,在解題的過程中,您可能要不斷的調整f的接口和功能。


    轉載請保留http://www.tkk7.com/xilaile/archive/2007/04/06/109001.html


    posted on 2007-04-06 12:26 gr8vyguy 閱讀(4225) 評論(0)  編輯  收藏 所屬分類: 計算機科學基礎

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