马踏棋盘实验报告.doc

实验题目：马踏棋盘

1. 需求分析
*问题描述：将马随机放在国际象棋的8X8棋盘Bo阿rd[0..7,0..7]的某个方格中，马按走
棋规则进行移动。要求每个方格上只进入一次，走遍棋盘上全部64个方格。编制非递归程序，求出马的行走路线 ，并按求出的行走路线，将数字1，2，„，64依次填入8X8的方阵输出之。 
*测试数据：由读者指定,可自行指定一个马的初始位置。 
*实现提示：每次在多个可走位置中选择一个进行试探，其余未曾试探过的可走位置必须用适当结构妥善管理，以备试探失败时的“回溯”(悔棋)使用。并探讨每次选择位置的“最佳策略”，以减少回溯的次数。

2、 概要设计
为了实现上述程序功能，可以采用顺序栈或者链栈来存储它的数据，本实验所需要的存储空间不是很大，不需动态的开辟很多空间，所以采用相对简单的顺序栈来存储数据，既方便有简单，而用链栈在实现上相对比顺序栈复杂的一点。本程序使用的是顺序栈。

3、详细设计
（1）、顺序栈的抽象数据类型定义： ADT Stack{ 
数据对象：D={ai| ai∈（0，1，„，9），i=0,1，2，„，n，n≥0} 数据关系：R={< ai-1, ai >| ai-1, ai∈D,i=1,2，„，n} } ADT Stack  
（2）本程序包含三个模块： 
1、主程序模块： void main(){ 
定义变量； 接受命令； 处理命令； 退出； } 
2、起始坐标函数模块——马儿在棋盘上的起始位置； 
3、探寻路径函数模块——马儿每个方向进行尝试，直到试完整个棋盘；
 4、输出路径函数模块——输出马儿行走的路径；

4、调试分析
（1）、本次实验的主要目的是在于掌握和理解栈的特性和它的应用。在编制该程序中遇到了很多问题。首先，在开始刚编制程序的时候遇到的问题是，程序编译都通不过，主要在一些细节的问题上，还有在程序的返回值在刚开始时也没有正确返回。经过编译慢慢调试，编译都能通过，没有错误和警告。 
 （2）、虽然编译都能通过，但是运行时却出错，程序不能终止，只有通过人工方式结束程序，可能是在某些地方出现了无限死循环了，然后在仔细检查代码，发现没有标记马儿尝试的方向dir，这样的话，马儿回溯的时候，下一次又有可能走那个方向，这样就出现了死循环。 
 （3）、标记好马儿尝试的方向后，编译运行，但是运行结果却不符合程序所要求的结果，说明在算法上肯定有错误，检查发现，马儿走的坐标没有控制后，它的横纵坐标必须控制0到7之间，否则的话马儿就会踏出棋盘以外，这样输出的结果就不对。还有就是棋盘走过的位置要标记一下，以便下次走不重复走，当回溯的时候的记得把标记给清掉，这个地方有时候也很容易混淆。

5、 用户使用说明
见代码注释

6、测试结果

      #include<stdio.h>
#define MAXSIZE 100
#define N 8

int board[8][8];//定义棋盘
int H1[8]={-2,-1,1,2,2,1,-1,-2};//存储马各个出口位置相对与当前位置行下标的增量
int H2[8]={1,2,2,1,-1,-2,-2,-1};//存储马各个出口位置相对与当前位置列下标的增量

struct Stack{ //定义栈
int i; //行
int j; //列
int dir; //方向
}stack[MAXSIZE];

int top=-1;

void Initlocation(int xi,int yi);//起始位置坐标
int Trypath(int i,int j);//不断尝试
void Display();//输出路径

void Initlocation(int xi,int yi)
{
int x,y;
top++;
stack[top].i=xi;//进栈
stack[top].j=yi;
stack[top].dir=-1;
board[xi][yi]=top+1;//标记棋盘
x=stack[top].i;//起始位置的坐标赋给棋盘的坐标
y=stack[top].j;
if( Trypath(x,y))
Display();
else
printf("无解");
}

int Trypath(int i,int j)
{
int find,dir,num,min;//临时变量
int i1,j1,h,k,s;
int a[8],b1[8],b2[8],d[8];
while(top>-1)//栈不空时循环
{
for(h=0;h<8;h++)//用数组a[8]记录当前位置的下一个位置的可行路径的条数
{
num=0;
i=stack[top].i+H1[h];
j=stack[top].j+H2[h];
b1[h]=i;
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]+H1[k];
j1=b2[h]+H2[k];
if(board[i1][j1]==0&&i1>=0&&i1<8&&j1>=0&&j1<8)//如果找到下一位置
num++;//记录条数
}
//将条数存入数组
} a[h]=num;
}

for(h=0;h<8;h++)//根据可行路径条数小到大按下表排序放入数组d[8]
{
min=9;
for(k=0;k<8;k++)
{
if(min>a[k])
{
min=a[k];
d[h]=k;//将下表存入数组a[8]
s=k;
}
}
a[s]=9;
}
dir=stack[top].dir;
if(top>=63)//如果走完整个棋盘返回1
return(1);
find=0;//表示没有找到下一个位置
for(h=dir+1;h<8;h++)//向8个方向探寻
{
i=stack[top].i+H1[d[h]];
j=stack[top].j+H2[d[h]];
if(board[i][j]==0&&i>=0&&i<8&&j>=0&&j<8)//如果找到下一位置
{
find=1;//表示找到下一位置
break;
}
}
if(find==1)//如果找到下一位置进栈
{
stack[top].dir=dir;//存储结点方向
top++;
stack[top].i=i;
stack[top].j=j;
stack[top].dir=-1;//重新初始化下一栈结点的尝试方向
board[i][j]=top+1;//标记棋盘
}
else//否则退栈
{
board[stack[top].i][stack[top].j]=0;
top--;
}

}
return(0);
}

void Display()
{
int i,j;
for(i=0;i<N;i++)
{
for(j=0;j<N;j++)
printf("%4d",board[i][j]);//输出马儿在棋盘上的路径
printf("\n\n");
}
printf("\n");
}

void main()
{
int i,j;
int x,y;
for(i=0;i<N;i++)//初始化棋盘
for(j=0;j<N;j++)
board[i][j]=0;
printf("input x= ");//输入起始位置横坐标
scanf("%d",&x);
printf("input y= ");//输入起始位置纵坐标
scanf("%d",&y);
Initlocation(x-1,y-1);//调用起始坐标函数
}