• 递归与分治之棋盘覆盖问题


    在一个2^k * 2^k个方格组成的棋盘中,若有一个方格与其他方格不同,则称该方格为一特殊方格,且称该棋盘为一个特殊棋盘。

    显然特殊方格在棋盘上出现的位置有4^k种情形.因而对任何k≥0,有4^k种不同的特殊棋盘。

    下图所示的特殊棋盘为 k=2 时 16 个特殊棋盘中的一个。

                          

          

    在棋盘覆盖问题中,要用下图中 4 中不同形态的 L 型骨牌覆盖一个给定的特殊棋牌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。

          

    易知,在任何一个 2^k * 2^k 的棋盘中,用到的 L 型骨牌个数恰为 (4^k-1)/3 。

    求解棋盘问题,可利用分治的策略。当 k>0 时,将 2^k * 2^k 棋盘分割为 4 个 2^(k-1) * 2^(k-1) 子棋盘,如下图所示。

         

           

    特殊方格必位于 4 个子棋盘之一,其余 3 个子棋盘中无特殊方格。用一个 L 型骨牌覆盖这 3 个较小的棋盘的汇合处,如图所示,将这 3 个无特殊方格的子棋盘转化为特殊棋盘,从而将原问题化为 4 个较小规模的棋盘覆盖问题。递归的使用 这种分割,直至棋盘简化为 1x1 棋盘。

        

            

    python实现代码如下:

     1 # coding =gbk
     2 
     3 
     4 # tr左上角行号,tc左上角列号。dr特殊方格行号,dc特殊方格列号
     5 def chessboard(board, size, tr, tc, dr, dc):
     6     if size <= 1:
     7         return
     8     global tile
     9     tile += 1
    10     current_tile = tile
    11     size //= 2
    12     if dr < tr + size and dc < tc + size:
    13         chessboard(board, size, tr, tc, dr, dc)
    14     else:
    15         board[tr + size - 1][tc + size - 1] = current_tile
    16         chessboard(board, size, tr, tc, tr + size - 1, tc + size - 1)
    17     if dr >= tr + size and dc < tc + size:
    18         chessboard(board, size, tr + size, tc, dr, dc)
    19     else:
    20         board[tr + size][tc + size - 1] = current_tile
    21         chessboard(board, size, tr + size, tc,
    22                    tr + size, tc + size - 1)
    23     if dr < tr + size and dc >= tc + size:
    24         chessboard(board, size, tr, tc + size, dr, dc)
    25     else:
    26         board[tr + size - 1][tc + size] = current_tile
    27         chessboard(board, size, tr, tc + size,
    28                    tr + size - 1, tc + size)
    29     if dr >= tr + size and dc >= tc + size:
    30         chessboard(board, size, tr + size, tc + size, dr, dc)
    31     else:
    32         board[tr + size][tc + size] = current_tile
    33         chessboard(board, size, tr + size, tc + size,
    34                    tr + size, tc + size)
    35 
    36 
    37 tile = 0
    38 chessboard_size = 4
    39 board = [[0 for x in range(chessboard_size)] for y in range(chessboard_size)]
    40 chessboard(board, chessboard_size, 0, 0, 1, 0)
    41 
    42 board = [[row[i] for row in board] for i in range(len(board[0]))]
    43 for lst in board:
    44     print(lst)
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/z941030/p/4997411.html
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