棋盘覆盖问题

【问题】在一个2k×2k （k≥0）个方格组成的棋盘中，恰有一个方格与其他方格不同，称该方格为特殊方格。显然，特殊方格在棋盘中可能出现的位置有4k种，因而有4k种不同的棋盘，图4.10(a)所示是k=2时16种棋盘中的一个。棋盘覆盖问题（chess cover problem）要求用图4.10(b)所示的4种不同形状的L型骨牌覆盖给定棋盘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。



【想法】如何应用分治法求解棋盘覆盖问题呢？分治的技巧在于如何划分棋盘，使划分后的子棋盘的大小相同，并且每个子棋盘均包含一个特殊方格，从而将原问题分解为规模较小的棋盘覆盖问题。k>0时，可将2k×2k的棋盘划分为4个2k-1×2k-1的子棋盘，如图4.11(a)所示。这样划分后，由于原棋盘只有一个特殊方格，所以，这4个子棋盘中只有一个子棋盘包含该特殊方格，其余3个子棋盘中没有特殊方格。为了将这3个没有特殊方格的子棋盘转化为特殊棋盘，以便采用递归方法求解，可以用一个L型骨牌覆盖这3个较小棋盘的会合处，如图4.11(b)所示，从而将原问题转化为4个较小规模的棋盘覆盖问题。递归地使用这种划分策略，直至将棋盘分割为1×1的子棋盘。



C编程实现：

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

#define N 100
int board

;
int t;

void chessBoard(int tr, int tc, int dr, int dc, int size)
{
int s, t1; //t1表示本次覆盖所用L型骨牌的编号
if (size == 1) return; //棋盘只有一个方格且是特殊方格
t1 = ++t; // L型骨牌编号
s = size/2; // 划分棋盘
if (dr < tr + s && dc < tc + s) //特殊方格在左上角子棋盘中
chessBoard(tr, tc, dr, dc, s); //递归处理子棋盘
else{ //用 t1号L型骨牌覆盖右下角，再递归处理子棋盘
board[tr + s - 1][tc + s - 1] = t1;
chessBoard(tr, tc, tr+s-1, tc+s-1, s);
}
if (dr < tr + s && dc >= tc + s) //特殊方格在右上角子棋盘中
chessBoard(tr, tc+s, dr, dc, s); //递归处理子棋盘
else { //用 t1号L型骨牌覆盖左下角，再递归处理子棋盘
board[tr + s - 1][tc + s] = t1;
chessBoard(tr, tc+s, tr+s-1, tc+s, s);
}
if (dr >= tr + s && dc < tc + s) //特殊方格在左下角子棋盘中
chessBoard(tr+s, tc, dr, dc, s); //递归处理子棋盘
else { //用 t1号L型骨牌覆盖右上角，再递归处理子棋盘
board[tr + s][tc + s - 1] = t1;
chessBoard(tr+s, tc, tr+s, tc+s-1, s);
}
if (dr >= tr + s && dc >= tc + s) //特殊方格在右下角子棋盘中
chessBoard(tr+s, tc+s, dr, dc, s); //递归处理子棋盘
else { //用 t1号L型骨牌覆盖左上角，再递归处理子棋盘
board[tr + s][tc + s] = t1;
chessBoard(tr+s, tc+s, tr+s, tc+s, s);
}
}
void print(int n)
{

int i,j;
for (i=0;i<n;i++)
{
for (j=0;j<n;j++)
if(j==n-1){
printf("%d\n",board[i][j]);
}else{
printf("%d,",board[i][j]);
}
}
}
void main(){
int tr,tc,dr,dc,size;
tr=0;
tc=0;
printf("输入棋盘大小:");
scanf("%d",&size);
printf("输入特殊棋盘位置,如输入：1,1：");
scanf("%d,%d",&dr,&dc);
board[dr-1][dc-1]=0;
chessBoard(tr,tc,dr-1,dc-1,size);
print(size);
}