matlab madian,马踏棋盘——贪心算法

2023-11-09 05:10

本文主要是介绍matlab madian,马踏棋盘——贪心算法,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

原来一直认为算法没啥难的,前几天无意间在网上看到了马踏棋盘的问题,就尝试的做了做。这才发现之前上的课真是白上了,什么回溯、递归、贪心,就记得点名字,其他全都通通忘了(其实,当时就没学明白,嘿嘿)。正好借着这个机会,从新学习一遍,鉴于估计以后还得忘(记性不好),特此写一篇博文记录一下。

-----------------------------我是分割线(怕自己看不懂,嘿嘿)--------------------------

​首先,对问题描述一下。马踏棋盘问题就是在一个8X8的棋盘上,马按照日字形规则在棋盘上欢快的跳跃,如何才能将每个格子都走到,而且每个格子只能跳一次。(不知道这个问题谁想的,一定是闲的蛋疼。。。)抽象来看,就是一个搜索问题,如果用二叉树来表示,就是一个深度为64,每个树杈有不多于7种分支的树(自行脑补,懒得画图了)。那么最直观的方法就是用遍历的方法,也就是所谓的深度搜索(听着好牛),但是这样的效率据说比较低(我也没验证,有时间再说),还有比较常用的就是贪心算法,也就是本文所用方法。

这里大概说一下贪心算法的内涵,就是在每次决策的时候选取局部最优(就是这么简单)。对于马踏棋盘的问题来说,每次选取出口最少的路径。至于为什么这么选择,我看到有人说是因为出口少就代表选择性小,遍历的也就会快,也就越容易先排除,这样就增加了算法速度。但是,如果按照这个理论也就意味着,在决策的时候要去找局部最差,显然这个解释不太合理(不过,我目前也没想明白)。先不管为啥了,就这么做吧。

再说说这里面要用到的回溯和递归算法,这两个算法的意思我就不解释了。我要说的是在设计递归的时候,要把任务拆分成​循环任务。同时,要设计出成功通道,也就是什么情况下递归结束。对于该问题,递归函数要完成的有以下几点:1.查找可用的子节点;2.记录当前结点位置;3.进入一个子节点;4.判定递归成功,并从成功通道跳出递归。

对于回溯算法,就是如果不成功,要从子节点回到父节点。对于本问题,其实并不需要设置回到父节点的​程序,只需要将已经记录的位置清零(也就是相当于没走这条路),并且不再进行下一步的递归,跳出当前程序,也就是回溯了。

在编程的时候,为了调代码方便,看到有人用5X5的棋盘做实验,我也就照猫画虎。​但是,要注意的是5X5的棋盘并不是所有点都有解(就没人说过!!导致我还老以为我的代码出问题了,8X8的棋盘是所有点都有解的)。

都说无图无真相,先放两张图,一张5X5,一张8X8

a4c26d1e5885305701be709a3d33442f.png5X5解法

a4c26d1e5885305701be709a3d33442f.png8X8解法

程序用文字描述如下:

【输出棋盘号,标志位】=查找路径【节点位置,输入棋盘号】

if 是否走完了所有位置

标志位置1;return;

end

查找所有可能子节点

将子节点按照贪心算法排序

for 每个可能节点

递归查找路径函数

if 标志位为1

记录当前棋盘号;​

给该曾函数标识1;return;

else

给当前棋盘号置0;%这就是回溯

end​​

end

标识0;

end

Matlab程序如下:

function [ output_args ] = HourseChessOfBack( input_args

)

%HORSE 马踏棋盘-贪心算法

%时间:20160414

%-----------初始化棋盘以及初始位置------------------

borad_l=5;

%棋盘横向长度

borad_h=5;

%棋盘纵向高度

x=1;%unidrnd(borad_l);

y=1;%unidrnd(borad_h);

CBorad=zeros(borad_h,borad_l);

Path=[x,y];

%记录马的路径

CBorad(x,y)=1;

%标记棋盘第一步位置

count=2;

%标记后从2开始

%-----------开始计算路径----------------------------

t_start=clock;

[mborad,mark]=track(x,y,count,CBorad);

%计算解集,输出标志位,以及棋盘标号

t_span=etime(clock,t_start);

%------------判断是否获得可用路径-------------------

if(mark==1)

%------------将mborad中标号转换到Path中路径---------

for k=2:size(CBorad,1)*size(CBorad,2)

mpos=find(mborad==k);

r=rem(mpos,size(CBorad,1));

if(r==0)

r=size(CBorad,1);

end

Path=[Path;r (mpos-r)/size(mborad,1)+1];

end

%------------绘制棋盘以及马走过的路径----------------

figure

hold on

plot(Path(1,1)+0.5,Path(1,2)+0.5,'or');

plot(Path(:,1)+0.5,Path(:,2)+0.5,'*');

plot(Path(:,1)+0.5,Path(:,2)+0.5,'g');

plot(Path(size(Path,1),1)+0.5,Path(size(Path,1),2)+0.5,'ob');

for j=1:borad_l+1

plot(j*ones(1,borad_l+1),1:borad_l+1,'r');

plot(1:borad_l+1,j*ones(1,borad_l+1),'r');

end

hold off

disp(['计算所需时间为: ' num2str(t_span)

's']);

else

disp(['当x=' num2str(x) ',y=' num2str(y) '

无解!']);

end

end

function

[MBorad,mark]=track(x,y,count,CBorad)

%查找当前子节点,并进入代价最小的子节点

%---------------设置节点初始条件--------------------------------

mx1=x;

my1=y;

pCost=[];

C_size=size(CBorad,1)*size(CBorad,2);

%--------------找出有效子节点-----------------------------------

tempos=FindPos(mx1,my1,CBorad);

%找出周围不超过边界的点

validate_pos=IsNull(tempos,CBorad);

%找出还未走过的店

poslength=size(validate_pos,1);

if(count>5)

y=1;

end

%--------------判断是否存在子节点--------------------------------

if(poslength~=0)

%----------如过存在子节点,且当前标号为C_size,那么就得到最终解,返回标志位1--

if(count==C_size)

CBorad(validate_pos(1,1),validate_pos(1,2))=count;

mark=1;

MBorad=CBorad;

return;

end

%-------------否则,计算各子节点代价函数PointCost,即每个节点出口数量---------------

for j=1:poslength

tempcost=PointCost(validate_pos(j,1),validate_pos(j,2),CBorad);

pCost=[pCost,tempcost];

end

%-------------将子节点按照出口数量递增排序,以便进行局部最优搜索-------------------

[SpCost,Sindex]=sort(pCost);

Sort_pos=validate_pos(Sindex,:);

%-------------依次搜索每个子节点,并给当前结点标号----------------------------------

for m=1:poslength

tx=Sort_pos(m,1);

ty=Sort_pos(m,2);

CBorad(tx,ty)=count;

[borad,result]=track(tx,ty,count+1,CBorad);

%-------------如果找到了最终路径,那么得到result=1,继续返回成功标志位1--------------

if(result==1)

mark=1;

MBorad=borad;

return;

else

%------------如果不成功,就将当前结点置0,结束当前结点搜索,程序就相当于回溯到上一状态继续------

CBorad(tx,ty)=0;

end

end

end

%------------如果没有return,则代表不成功,那么返回标志位0--------------------------

mark=0;

MBorad=CBorad;

end

function Pos=IsNull(pos,ChessMat)

%检查点是否走过,即已经被标注过

Pos=[];

for

i=1:size(pos,1)

if(ChessMat(pos(i,1),pos(i,2))==0)

Pos=[Pos;pos(i,:)];

end

end

end

function Pos= FindPos(cord_x,cord_y,ChessMat)

%找到在棋盘边界内的子节点

[ny,nx]=size(ChessMat);

%ny是y轴长度,nx是x轴长度

bias_x=[-2,-1,1,2,2,1,-1,-2]';

%横向偏差,坐标为x

bias_y=[1,2,2,1,-1,-2,-2,-1]';

%纵向偏差,坐标为y

x1=cord_x+bias_x;

y1=cord_y+bias_y;

Cord_xy=[x1 y1];

pos_xy=find((Cord_xy(:,1)>0)&(Cord_xy(:,1)<=nx)&(Cord_xy(:,2)>0)&(Cord_xy(:,2)<=ny));

Val_Data=Cord_xy(pos_xy,:);

Pos=Val_Data;

end

function Cost =PointCost(cord_x,cord_y,ChessMat)

%左上角坐标为(1,1),右下角坐标为(nx,ny)

[ny,nx]=size(ChessMat);

%ny是y轴长度,nx是x轴长度

Posxy=FindPos(cord_x,cord_y,ChessMat);

Val_pos=(Posxy(:,1)-1)*ny+Posxy(:,2);

ChessMat=ChessMat(:);

Allary=ChessMat(Val_pos);

Cost=size(find(Allary==0),1);

end

这篇关于matlab madian,马踏棋盘——贪心算法的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/374136

相关文章

使用雪花算法产生id导致前端精度缺失问题解决方案

《使用雪花算法产生id导致前端精度缺失问题解决方案》雪花算法由Twitter提出,设计目的是生成唯一的、递增的ID,下面:本文主要介绍使用雪花算法产生id导致前端精度缺失问题的解决方案,文中通过代... 目录一、问题根源二、解决方案1. 全局配置Jackson序列化规则2. 实体类必须使用Long封装类3.

Springboot实现推荐系统的协同过滤算法

《Springboot实现推荐系统的协同过滤算法》协同过滤算法是一种在推荐系统中广泛使用的算法,用于预测用户对物品(如商品、电影、音乐等)的偏好,从而实现个性化推荐,下面给大家介绍Springboot... 目录前言基本原理 算法分类 计算方法应用场景 代码实现 前言协同过滤算法(Collaborativ

openCV中KNN算法的实现

《openCV中KNN算法的实现》KNN算法是一种简单且常用的分类算法,本文主要介绍了openCV中KNN算法的实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的... 目录KNN算法流程使用OpenCV实现KNNOpenCV 是一个开源的跨平台计算机视觉库,它提供了各

springboot+dubbo实现时间轮算法

《springboot+dubbo实现时间轮算法》时间轮是一种高效利用线程资源进行批量化调度的算法,本文主要介绍了springboot+dubbo实现时间轮算法,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家... 目录前言一、参数说明二、具体实现1、HashedwheelTimer2、createWheel3、n

SpringBoot实现MD5加盐算法的示例代码

《SpringBoot实现MD5加盐算法的示例代码》加盐算法是一种用于增强密码安全性的技术,本文主要介绍了SpringBoot实现MD5加盐算法的示例代码,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习... 目录一、什么是加盐算法二、如何实现加盐算法2.1 加盐算法代码实现2.2 注册页面中进行密码加盐2.

Java时间轮调度算法的代码实现

《Java时间轮调度算法的代码实现》时间轮是一种高效的定时调度算法,主要用于管理延时任务或周期性任务,它通过一个环形数组(时间轮)和指针来实现,将大量定时任务分摊到固定的时间槽中,极大地降低了时间复杂... 目录1、简述2、时间轮的原理3. 时间轮的实现步骤3.1 定义时间槽3.2 定义时间轮3.3 使用时

如何通过Golang的container/list实现LRU缓存算法

《如何通过Golang的container/list实现LRU缓存算法》文章介绍了Go语言中container/list包实现的双向链表,并探讨了如何使用链表实现LRU缓存,LRU缓存通过维护一个双向... 目录力扣:146. LRU 缓存主要结构 List 和 Element常用方法1. 初始化链表2.

golang字符串匹配算法解读

《golang字符串匹配算法解读》文章介绍了字符串匹配算法的原理,特别是Knuth-Morris-Pratt(KMP)算法,该算法通过构建模式串的前缀表来减少匹配时的不必要的字符比较,从而提高效率,在... 目录简介KMP实现代码总结简介字符串匹配算法主要用于在一个较长的文本串中查找一个较短的字符串(称为

通俗易懂的Java常见限流算法具体实现

《通俗易懂的Java常见限流算法具体实现》:本文主要介绍Java常见限流算法具体实现的相关资料,包括漏桶算法、令牌桶算法、Nginx限流和Redis+Lua限流的实现原理和具体步骤,并比较了它们的... 目录一、漏桶算法1.漏桶算法的思想和原理2.具体实现二、令牌桶算法1.令牌桶算法流程:2.具体实现2.1

Python中的随机森林算法与实战

《Python中的随机森林算法与实战》本文详细介绍了随机森林算法,包括其原理、实现步骤、分类和回归案例,并讨论了其优点和缺点,通过面向对象编程实现了一个简单的随机森林模型,并应用于鸢尾花分类和波士顿房... 目录1、随机森林算法概述2、随机森林的原理3、实现步骤4、分类案例:使用随机森林预测鸢尾花品种4.1