求解填字游戏问题(回溯)

博客围绕3x3方阵填数问题展开,要求在方阵中填入1 - 10中的9个数字,使相邻方格数字之和为素数。提出采用回溯法编写程序来找出所有满足要求的填法,该方法求全排列,时间复杂度为O(n!)。

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在3*3个方格的方阵中填入数字1-10的某9个数字,每个方格填一个整数,使所有相邻两个方格内的两个整数之和为素数。编写一个程序,求出所有满足这个要求的数字的填法。

#include<iostream>
#include<cmath> 
using namespace std;

int a[11]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
int x[11]; 
int sum=0;

bool unprime(int a,int b)
{
	int c=a+b,counter=0;
	for(int i=2;i<=sqrt(c);i++)
	{
		if(c%i==0)counter++;
	 } 
	if(counter!=0)return true;
	else return false;
 } 

void func(int i)
{
	if(i==11)
	{
		for(int i=1;i<9;i++)
		{
			if(unprime(x[i],x[i+1]))return; 
		}
		if(unprime(x[8],x[1])||unprime(x[9],x[2])||unprime(x[9],x[4])||unprime(x[9],x[6]))return;
		sum++;
		for(int i=1;i<=3;i++)cout<<x[i]<<' ';
		cout<<endl;
		cout<<x[8]<<' '<<x[9]<<' '<<x[4]<<endl;
		cout<<x[7]<<' '<<x[6]<<' '<<x[5]<<endl<<endl<<endl; 
	}
	else
	{
		for(int j=i;j<=10;j++)
		{
			swap(a[i],a[j]);
			x[i]=a[i];
			func(i+1);
			swap(a[i],a[j]);
		}
	}
 } 

int main()
{
	func(1);
	cout<<"总数:"<<sum;
	return 0; 
 } 
  • 采用回溯法,即求全排列,时间复杂度O(n!).
经典填字游戏:在3*3方格方阵中要填入数字1到N(N>=10)内的某9数字每个方格一个整数,使得所有相邻两个方格内的两个整数之和为质数。试求出所有满足这个要求的各种数字法。 //我们可以通过改变N的值来求不同数字范围的质数数组,如果超出整型的范围,还需要改变数据类型。 //f[i]来记录数字i是否使用过, //T[i]用来记录下一个可以插在数字i后面的与其和为质数的数字在F[i][]中的位置。 //用F[i][j]来存储按数字从小到大的顺序得出的与数字i和为质数的第j个数字, //例如:F[1][2]存储的是与数字1的和为质数的第二个数字,我们可以通过查询数组F[][]的第一行找出第二个不为0 //值,然后将当前数组单元的列号存储到F[1][2]中,即F[1][2] = 4。 //算法思想是通过查询二维数组F[][],来确定下一个可以插入数组num[]的未使用过的数字,并记录该数字位于数组F[][]的位置, //以便回溯时寻找下一个符合要求的数字。如果不存在这样的未使用的数字,则需要回溯到上一个已插入num[]的数字, //寻找下一个可以插在该数字后面的未使用过的数字进行插入,如果所有的数字都已经插入到num[]中, //如是则打印结果。当所有数字都已插入num[]中,开始 //进行回溯,重复上述操作,寻找其他符合要求的序列。 //这里面有一个关键在于处理位于num数组右下角四个格子的数时,不光需要判断与前一个数i的关系,还需要判断其头顶上的元素之和是否为素数。 //程序中有一大段代码是处理i和j的。
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