Java教程

41.骑士周游算法

本文主要是介绍41.骑士周游算法,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!
public class HorseChessboard {

   private static int X; // 棋盘的列数
   private static int Y; // 棋盘的行数
   //创建一个数组,标记棋盘的各个位置是否被访问过
   private static boolean visited[];
   //使用一个属性,标记是否棋盘的所有位置都被访问
   private static boolean finished; // 如果为true,表示成功
   
   public static void main(String[] args) {
      System.out.println("骑士周游算法,开始运行~~");
      //测试骑士周游算法是否正确
      X = 8;
      Y = 8;
      int row = 1; //马儿初始位置的行,从1开始编号
      int column = 1; //马儿初始位置的列,从1开始编号
      //创建棋盘
      int[][] chessboard = new int[X][Y];
      visited = new boolean[X * Y];//初始值都是false
      //测试一下耗时
      long start = System.currentTimeMillis();
      traversalChessboard(chessboard, row - 1, column - 1, 1);
      long end = System.currentTimeMillis();
      System.out.println("共耗时: " + (end - start) + " 毫秒");
      
      //输出棋盘的最后情况
      for(int[] rows : chessboard) {
         for(int step: rows) {
            System.out.print(step + "\t");
         }
         System.out.println();
      }
   }
   
   /**
    * 完成骑士周游问题的算法
    * @param chessboard 棋盘
    * @param row 马儿当前的位置的行 从0开始 
    * @param column 马儿当前的位置的列  从0开始
    * @param step 是第几步 ,初始位置就是第1步 
    */
   public static void traversalChessboard(int[][] chessboard, int row, int column, int step) {
      chessboard[row][column] = step;
      //row = 4 X = 8 column = 4 = 4 * 8 + 4 = 36
      visited[row * X + column] = true; //标记该位置已经访问
      //获取当前位置可以走的下一个位置的集合 
      ArrayList<Point> ps = next(new Point(column, row));
      //对ps进行排序,排序的规则就是对ps的所有的Point对象的下一步的位置的数目,进行非递减排序
      sort(ps);
      //遍历 ps
      while(!ps.isEmpty()) {
         Point p = ps.remove(0);//取出下一个可以走的位置
         //判断该点是否已经访问过
         if(!visited[p.y * X + p.x]) {//说明还没有访问过
            traversalChessboard(chessboard, p.y, p.x, step + 1);
         }
      }
      //判断马儿是否完成了任务,使用   step 和应该走的步数比较 , 
      //如果没有达到数量,则表示没有完成任务,将整个棋盘置0
      //说明: step < X * Y  成立的情况有两种
      //1. 棋盘到目前位置,仍然没有走完
      //2. 棋盘处于一个回溯过程
      if(step < X * Y && !finished ) {
         chessboard[row][column] = 0;
         visited[row * X + column] = false;
      } else {
         finished = true;
      }
      
   }
   
   /**
    * 功能: 根据当前位置(Point对象),计算马儿还能走哪些位置(Point),并放入到一个集合中(ArrayList), 最多有8个位置
    * @param curPoint
    * @return
    */
   public static ArrayList<Point> next(Point curPoint) {
      //创建一个ArrayList
      ArrayList<Point> ps = new ArrayList<Point>();
      //创建一个Point
      Point p1 = new Point();
      //表示马儿可以走5这个位置
      if((p1.x = curPoint.x - 2) >= 0 && (p1.y = curPoint.y -1) >= 0) {
         ps.add(new Point(p1));
      }
      //判断马儿可以走6这个位置
      if((p1.x = curPoint.x - 1) >=0 && (p1.y=curPoint.y-2)>=0) {
         ps.add(new Point(p1));
      }
      //判断马儿可以走7这个位置
      if ((p1.x = curPoint.x + 1) < X && (p1.y = curPoint.y - 2) >= 0) {
         ps.add(new Point(p1));
      }
      //判断马儿可以走0这个位置
      if ((p1.x = curPoint.x + 2) < X && (p1.y = curPoint.y - 1) >= 0) {
         ps.add(new Point(p1));
      }
      //判断马儿可以走1这个位置
      if ((p1.x = curPoint.x + 2) < X && (p1.y = curPoint.y + 1) < Y) {
         ps.add(new Point(p1));
      }
      //判断马儿可以走2这个位置
      if ((p1.x = curPoint.x + 1) < X && (p1.y = curPoint.y + 2) < Y) {
         ps.add(new Point(p1));
      }
      //判断马儿可以走3这个位置
      if ((p1.x = curPoint.x - 1) >= 0 && (p1.y = curPoint.y + 2) < Y) {
         ps.add(new Point(p1));
      }
      //判断马儿可以走4这个位置
      if ((p1.x = curPoint.x - 2) >= 0 && (p1.y = curPoint.y + 1) < Y) {
         ps.add(new Point(p1));
      }
      return ps;
   }

   //根据当前这个一步的所有的下一步的选择位置,进行非递减排序, 减少回溯的次数
   public static void sort(ArrayList<Point> ps) {
      ps.sort(new Comparator<Point>() {

         @Override
         public int compare(Point o1, Point o2) {
            // TODO Auto-generated method stub
            //获取到o1的下一步的所有位置个数
            int count1 = next(o1).size();
            //获取到o2的下一步的所有位置个数
            int count2 = next(o2).size();
            if(count1 < count2) {
               return -1;
            } else if (count1 == count2) {
               return 0;
            } else {
               return 1;
            }
         }
         
      });
   }
}
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