《大數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)馬踏棋盤》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《大數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)馬踏棋盤(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、word
實現(xiàn)順序?;蜓h(huán)隊列的存儲
一 需求分析
理解棧的特性“后進先出〞 和隊列的特性“先進先出〞。僅僅認識到棧和隊列是兩種特殊的線性表是遠遠不夠的,本次實驗的目的在于更深入的了解棧和隊列的特性,以便在實際問題背景下靈活運用他們。在了解他特性的根底上,還將鞏固對這種結(jié)構(gòu)的構(gòu)造方法的理解。
要求:在國際象棋8×8棋盤上面,按照國際象棋規(guī)如此中馬的行進規(guī)如此,實現(xiàn)從任意初始位置,每個方格只進入一次,走遍棋盤上全部64個方格。編制程序,求出馬的行走路線,并按求出的行走路線,將數(shù)字1,2,…,64依次填入一個8×8的方陣,并輸出它的行走路線〔棋盤如下列圖〕。
輸入:任意一個起始
2、位置;
輸出:無重復踏遍棋盤的結(jié)果,以數(shù)字1-64表示行走路線。
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二 概要設(shè)計
為了實現(xiàn)上述程
3、序功能,可以采用順序?;蛘哝湕泶鎯λ臄?shù)據(jù),本實驗所需要的存儲空間不是很大,不需動態(tài)的開辟很多空間,所以采用相對簡單的順序棧來存儲數(shù)據(jù),既方便有簡單,而用鏈棧在實現(xiàn)上相比照順序棧復雜的一點。
2.1順序棧的抽象數(shù)據(jù)類型定義:
ADT Stack{
數(shù)據(jù)對象:D={ai| ai∈〔0,1,…,9〕,i=0,1,2,…,n,n≥0}
數(shù)據(jù)關(guān)系:R={< ai-1, ai >| ai-1, ai∈D,i=1,2,…,n}
} ADT Stack
2.2本程序包含三個模塊:
1、主程序模塊:
void main(){
定義變量;
承受命令;
處理命令;
退出;
4、 }
2、起始坐標函數(shù)模塊——馬兒在棋盤上的起始位置;
3、探尋路徑函數(shù)模塊——馬兒每個方向進展嘗試,直到試完整個棋盤;
4、輸出路徑函數(shù)模塊——輸出馬兒行走的路徑;
2.3各模塊之間的調(diào)用關(guān)系:主程序模塊
輸入的初始位置是否正確
否
起始坐標函數(shù)模塊
是
探尋路徑函數(shù)模塊
輸出路徑函數(shù)模塊塊
5、
完畢
三 詳細設(shè)計
#include
#define MAXSIZE 100
#define N 8
int board[8][8]; //定義棋盤
int Htry1[8]={1,-1,-2,2,2,1,-1,-2};
/*存儲馬各個出口位置相對當前位置行下標的增量數(shù)組*/
int Htry2[8]={2,-2,1,1,-1,-2,2,-1};
/*存儲馬各個出口位置相對當前位置列下標的增量數(shù)組*/
struct Stack{
6、 //定義棧類型
int i; //行坐標
int j; //列坐標
int director; //存儲方向
}stack[MAXSIZE]; //定義一個棧數(shù)組
int top=-1; //棧指針
void InitLocation(int xi,int yi); //馬兒在棋盤上的起始位置坐標
int TryPath(int i,int j); //馬兒每個方向進展嘗試,直到試完整個棋盤
void D
7、isplay(); //輸出馬兒行走的路徑
void InitLocation(int xi,int yi)
{
int x,y; //定義棋盤的橫縱坐標變量
top++; //棧指針指向第一個棧首
stack[top].i=xi; //將起始位置的橫坐標進棧
stack[top].j=yi; //將起始位置的縱坐標進棧
stack[top].director=-1; //將起始位置的嘗試方向賦初值
board[xi][yi]=t
8、op+1; //標記棋盤
x=stack[top].i; //將起始位置的橫坐標賦給棋盤的橫坐標
y=stack[top].j; //將起始位置的縱坐標賦給棋盤的縱坐標
if(TryPath(x,y)) //調(diào)用馬兒探尋函數(shù),如果馬兒探尋整個棋盤返回1否如此返回0
Display(); //輸出馬兒的行走路徑
else
printf("無解");
}
int TryPath(int i,int j)
{
int find,director
9、,number,min;//定義幾個臨時變量
int i1,j1,h,k,s; //定義幾個臨時變量
int a[8],b1[8],b2[8],d[8];//定義幾個臨時數(shù)組
while(top>-1) //棧不空時循環(huán)
{
for(h=0;h<8;h++) //用數(shù)組a[8]記錄當前位置的下一個位置的可行路徑的條數(shù)
{
number=0;
i=stack[top].i+Htry1[h];
j=stack[top].j+Htry2[h];
b1[h]=i;
10、
b2[h]=j;
if(board[i][j]==0&&i>=0&&i<8&&j>=0&&j<8) //如果找到下一位置
{
for(k=0;k<8;k++)
{
i1=b1[h]+Htry1[k];
j1=b2[h]+Htry2[k];
if(board[i1][j1]==0&&i1>=0&&i1<8&&j1>=0&&j1<8)
//如果找到下一位置
11、 number++; //記錄條數(shù)
}
a[h]=number; //將條數(shù)存入數(shù)組a[8]中
}
}
for(h=0;h<8;h++) //根據(jù)可行路徑條數(shù)小到大按下表排序放入數(shù)組d[8]中
{
min=9;
for(k=0;k<8;k++)
if(min>a[k])
{
min=a[k];
d[h]=k; //將下表存入數(shù)組d[8]中
s=k
12、;
}
a[s]=9;
}
director=stack[top].director;
if(top>=63) //如果走完整個棋盤返回1
return (1);
find=0; //表示沒有找到下一個位置
for(h=director+1;h<8;h++) //向八個方向進展探尋
{
i=stack[top].i+Htry1[d[h]];
j=stack[top].j+Htry2[d[h]];
if(board[i][
13、j]==0&&i>=0&&i<8&&j>=0&&j<8) //如果找到下一位置
{
find=1; //表示找到下一個位置
break;
}
}
if(find==1) //如果找到下一個位置進棧
{
stack[top].director=director; //存儲棧結(jié)點的方向
top++; //棧指針前移進棧
stack[top].i=i;
stack[top].j=j;
stack[top].director=-1;
14、 //重新初始化下一棧結(jié)點的嘗試方向
board[i][j]=top+1; //標記棋盤
}
else //否如此退棧
{
board[stack[top].i][stack[top].j]=0; //去除棋盤的標記
top--; //棧指針前移退棧
}
}
return (0);
}
void Display()
{
int i,j;
for(i=0;i
15、0;j
16、<=y<=8)\n");
printf("Input x = ");
scanf("%d",&x); //輸入起始位置的橫坐標
printf("Input y = ");
scanf("%d",&y); //輸入起始位置的縱坐標
if(x>=1&&x<=8&&y>=1&&y<=8)break;
printf("Your input is worng!!!\n");
}
printf("begin with %d board:\n\n", 8*(x-1)+y);
InitLocation(x-1,y-1);
17、 //調(diào)用起始坐標函數(shù)
}
四 調(diào)試分析
〔1〕本次實驗的主要目的是在于掌握和理解棧的特性和它的應用。在編制該程序中遇到了很多問題。首先,在開始剛編制程序的時候遇到的問題是,程序編譯都通不過,主要在一些細節(jié)的問題上,還有在程序的返回值在剛開始時也沒有正確返回。經(jīng)過編譯慢慢調(diào)試,編譯都能通過,沒有錯誤和警告。
〔2〕雖然編譯都能通過,但是運行時卻出錯,程序不能終止,只有通過人工方式完畢程序,可能是在某些地方出現(xiàn)了無限死循環(huán)了,然后在仔細檢查代碼,發(fā)現(xiàn)沒有標記馬兒嘗試的方向director,這樣的話,馬兒回溯的時候,下一次又有可能走那個方向,這樣就出現(xiàn)了死循環(huán)。
〔3〕標記
18、好馬兒嘗試的方向后,編譯運行,但是運行結(jié)果卻不符合程序所要求的結(jié)果,說明在算法上肯定有錯誤,檢查發(fā)現(xiàn),馬兒走的坐標沒有控制后,它的橫縱坐標必須控制0到7之間,否如此的話馬兒就會踏出棋盤以外,這樣輸出的結(jié)果就不對。還有就是棋盤走過的位置要標記一下,以便下次走不重復走,當回溯的時候的記得把標記給清掉,這個地方有時候也很容易混淆。
〔4〕還有一點就是,該程序運算量大,算法復雜度高,所以運行的時候很慢,特別占內(nèi)存,CPU的使用也很高,幾乎都在70%到90%之間,配置低了可能還運行不了。
五 測試結(jié)果
結(jié)果1:
結(jié)果2:
六 實驗體會
通過本次實驗的編寫,能夠掌握
19、棧的性質(zhì)以與它的應用。這次實驗花了很多時間才完成,其實本應該早完成的,在檢查的過程中有多多少少修改完美了一下,不過算法思想?yún)s沒有改變。這個程序也讓我頭疼了幾次,就是運行速度很慢,要等很久才能輸出結(jié)果,這樣的話很占內(nèi)存資源,而且CPU的使用記錄也很高,主要是它需要的運算太多,所以CPU 使用記錄也是很高的。雖然我也參考了一些優(yōu)化的算法,可以找到最優(yōu)路進走,但是這些最優(yōu)算法都和棧的應用失去了聯(lián)系,本次的實驗主要目的就是要了解棧,所以不用棧來寫該程序就失去了該實驗的意義。
在該程序的編制過程中留下了一些思考的問題,就是馬兒從一個起點位置開始探尋,最后馬兒探尋成功的路徑會不會是不只一條路徑,可能還有多條路徑,由于時間和精力的限制沒有去深究,但是這應該值的思考的。
在用順序棧來實現(xiàn)該程序之前,也嘗試過用鏈棧來做,但是發(fā)現(xiàn)如果用鏈棧來做的話,在存儲調(diào)用的時候不是很方便,或許用鏈棧來做應該是對自己的一種挑戰(zhàn)。盡管沒有用鏈棧做不過,用順尋棧來做在編制該程序中也收獲不小。
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