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棋盘覆盖问题的C语言解法

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棋盘覆盖问题是一种典型的递归分治问题,通常涉及将一个2^n x 2^n的棋盘覆盖上一个L形(3个方格的)瓷砖,棋盘中有一个方格是已经被覆盖的。这里是一个简单的C语言实现,用于解决这个问题:

  1. #include <stdio.h>
  2. #include <math.h>
  3. #define MAX 128 // 假设最大的棋盘是 2^7 x 2^7
  4. int board[MAX][MAX];
  5. int tile = 1;
  6. void cover(int tr, int tc, int dr, int dc, int size) {
  7. if (size == 1) return;
  8. int t = tile++;
  9. int s = size / 2;
  10. // 左上角
  11. if (dr < tr + s && dc < tc + s)
  12. cover(tr, tc, dr, dc, s);
  13. else {
  14. board[tr + s - 1][tc + s - 1] = t;
  15. cover(tr, tc, tr + s - 1, tc + s - 1, s);
  16. }
  17. // 右上角
  18. if (dr < tr + s && dc >= tc + s)
  19. cover(tr, tc + s, dr, dc, s);
  20. else {
  21. board[tr + s - 1][tc + s] = t;
  22. cover(tr, tc + s, tr + s - 1, tc + s, s);
  23. }
  24. // 左下角
  25. if (dr >= tr + s && dc < tc + s)
  26. cover(tr + s, tc, dr, dc, s);
  27. else {
  28. board[tr + s][tc + s - 1] = t;
  29. cover(tr + s, tc, tr + s, tc + s - 1, s);
  30. }
  31. // 右下角
  32. if (dr >= tr + s && dc >= tc + s)
  33. cover(tr + s, tc + s, dr, dc, s);
  34. else {
  35. board[tr + s][tc + s] = t;
  36. cover(tr + s, tc + s, tr + s, tc + s, s);
  37. }
  38. }
  39. void printBoard(int size) {
  40. for (int i = 0; i < size; ++i) {
  41. for (int j = 0; j < size; ++j) {
  42. printf("%2d ", board[i][j]);
  43. }
  44. printf("\n");
  45. }
  46. }
  47. int main() {
  48. int n;
  49. printf("Enter the value of n (where board size is 2^n x 2^n): ");
  50. scanf("%d", &n);
  51. int size = pow(2, n);
  52. int dr, dc;
  53. printf("Enter the row and column of the missing tile (0-indexed): ");
  54. scanf("%d %d", &dr, &dc);
  55. cover(0, 0, dr, dc, size);
  56. printf("The resulting board is:\n");
  57. printBoard(size);
  58. return 0;
  59. }

代码解释:

  1. 递归函数 cover:

    • cover 函数通过分治法将棋盘划分为四个子棋盘,并在缺失方块区域递归地使用相同的算法。
    • 每当进行一次划分时,为每个子棋盘使用一个不同的L形瓷砖确保每个区域在合理的时间复杂度内被覆盖。
  2. 棋盘初始化:

    • board 是一个二维数组,用以表示整个棋盘,其中每个整数表示覆盖该位置的瓷砖编号。
  3. 用户输入:

    • 程序要求用户输入 n 的值(棋盘大小的指数,如 2^n)。
    • 用户还需要输入已经被覆盖方块的位置(dr, dc)。
  4. 打印结果:

    • printBoard 函数用于打印覆盖后的棋盘。

通过这种方法,您可以通过递归划分来解决棋盘覆盖问题,代码中的递归分治策略非常清晰。注意点在于合理使用递归分割棋盘并定义分块的起始和终止位置。

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