C语言实现棋盘覆盖算法:思路、终止条件和代码示例

棋盘覆盖是一种递归算法,用于将一个大小为 2^n × 2^n 的棋盘,通过不断地将其划分成四个大小为 2^(n-1) × 2^(n-1) 的子棋盘,并将其中一个子棋盘的一个方格作为特殊方格。然后分别对四个子棋盘进行相同的操作,直到棋盘被完全覆盖。

思路

  1. 将棋盘划分成四个子棋盘:将当前棋盘划分为四个大小为 2^(n-1) × 2^(n-1) 的子棋盘。
  2. 确定特殊方格所在子棋盘:根据特殊方格的位置,确定它位于哪个子棋盘中。
  3. 递归覆盖子棋盘
    • 如果特殊方格在当前子棋盘中,则直接对该子棋盘进行递归覆盖。
    • 如果特殊方格不在当前子棋盘中,则将特殊方格所在子棋盘的左上角方格设置为特殊方格,并对该子棋盘进行递归覆盖。
  4. 覆盖所有子棋盘:递归地覆盖所有四个子棋盘,直到棋盘被完全覆盖。

终止条件

当棋盘的大小为 1 × 1 时,直接将其覆盖即可。

代码示例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define MAX_SIZE 1024

int board[MAX_SIZE][MAX_SIZE];
int tile = 1;

// 棋盘覆盖函数
void chessboard(int tr, int tc, int dr, int dc, int size) {
    if (size == 1) {
        return;
    }

    int t = tile++;
    int s = size / 2;

    // 特殊方格在左上角
    if (dr < tr + s && dc < tc + s) { 
        chessboard(tr, tc, dr, dc, s); // 递归覆盖左上角子棋盘
    } else {
        board[tr + s - 1][tc + s - 1] = t; // 特殊方格在左上角子棋盘的右下方格
        chessboard(tr, tc, tr + s - 1, tc + s - 1, s); // 递归覆盖左上角子棋盘
    }

    // 特殊方格在右上角
    if (dr < tr + s && dc >= tc + s) {
        chessboard(tr, tc + s, dr, dc, s); // 递归覆盖右上角子棋盘
    } else {
        board[tr + s - 1][tc + s] = t; // 特殊方格在右上角子棋盘的左下方格
        chessboard(tr, tc + s, tr + s - 1, tc + s, s); // 递归覆盖右上角子棋盘
    }

    // 特殊方格在左下角
    if (dr >= tr + s && dc < tc + s) {
        chessboard(tr + s, tc, dr, dc, s); // 递归覆盖左下角子棋盘
    } else {
        board[tr + s][tc + s - 1] = t; // 特殊方格在左下角子棋盘的右上方格
        chessboard(tr + s, tc, tr + s, tc + s - 1, s); // 递归覆盖左下角子棋盘
    }

    // 特殊方格在右下角
    if (dr >= tr + s && dc >= tc + s) {
        chessboard(tr + s, tc + s, dr, dc, s); // 递归覆盖右下角子棋盘
    } else {
        board[tr + s][tc + s] = t; // 特殊方格在右下角子棋盘的左上方格
        chessboard(tr + s, tc + s, tr + s, tc + s, s); // 递归覆盖右下角子棋盘
    }
}

int main() {
    int size, special_row, special_col;

    printf("请输入棋盘的大小(2^n):");
    scanf("%d", &size);

    printf("请输入特殊方格的位置(行 列):");
    scanf("%d %d", &special_row, &special_col);

    // 初始化棋盘
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        for (int j = 0; j < size; j++) {
            board[i][j] = 0;
        }
    }

    board[special_row][special_col] = -1; // 设置特殊方格

    chessboard(0, 0, special_row, special_col, size);

    // 打印棋盘
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        for (int j = 0; j < size; j++) {
            printf("%3d ", board[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }

    return 0;
}

代码说明:

  • trtc 表示当前棋盘的左上角方格的行和列,drdc 表示特殊方格的行和列,size 表示当前棋盘的大小。
  • chessboard 函数中,根据特殊方格的位置,将棋盘划分为四个子棋盘,并对每个子棋盘进行递归覆盖。
  • 递归的终止条件是棋盘的大小为 1 × 1 时。
  • 在主函数中,首先获取用户输入的棋盘大小和特殊方格的位置,然后初始化棋盘,设置特殊方格的值,最后调用 chessboard 函数进行棋盘覆盖,并打印结果。

使用方法

  1. 将代码保存为 .c 文件,例如 chessboard.c
  2. 使用 C 编译器编译代码,例如 gcc chessboard.c -o chessboard
  3. 运行编译后的可执行文件,例如 ./chessboard
  4. 程序会提示您输入棋盘的大小和特殊方格的位置。
  5. 输入完成后,程序会输出覆盖后的棋盘。

希望本文能够帮助您更好地理解和应用棋盘覆盖算法!

C语言实现棋盘覆盖算法:思路、终止条件和代码示例

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