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基於Delphi的八皇後問題動態實現

編輯:Delphi

摘要 對於八皇後問題的實現,如果結合動態的圖形演示,則可以使算法的描述更形象、更生動,使教學能產生良好的效果。

關鍵詞 八皇後問題 沖突 數據結構 線程類

八皇後問題是一個古老而著名的問題,是回溯算法的典型例題。該問題是十九世紀著名的數學家高斯1850年提出:在8X8格的國際象棋上擺放八個皇後,使其不能互相攻擊,即任意兩個皇後都不能處於同一行、同一列或同一斜線上,問有多少種擺法。

下面用delphi6實現的八皇後問題的動態圖形程序,能夠演示全部的92組解。八皇後問題動態圖形的實現,主要應解決以下幾個問題。

沖突

包括行、列、兩條對角線:

(1)列:規定每一列放一個皇後,不會造成列上的沖突;

(2)行:當第i行被某個皇後占領後,則同一行上的所有空格都不能再放皇後,要把以i

為下標的標記置為被占領狀態;

(3)對角線:對角線有兩個方向。在同一對角線上的所有點(設下標為(i,j)),要麼(i+j)是常數,要麼(i-j)是常數。因此,當第i個皇後占領了第j列後,要同時把以(i+j)、(i-j)為下標的標記置為被占領狀態。

數據結構

為了對該問題的執行過程進行控制,需將該問題中的主要數據及相應的操作定義成一個線程類。方法:在New菜單中單擊Other選項,在對話框中選Thread object,在classs name中輸線程類的類名。具體定義如下:

type
 Tbhh = class(TThread)
private
 a:array[1..8,1..8]of integer;
 tt:integer;
 q,c:Tbitmap;
 procedure prt;
 function pd(i,j:integer):boolean;
 procedure hsu(i:integer);
protected
 procedure Execute; override;
public
 constructor create(flag:boolean);
end;
var
 dstep:boolean;

解決沖突的具體函數

function pd(i,j:integer):boolean;
 var i1,j1:integer;
begin
 pd:=true;
 if i<>1
 then begin for i1:=1 to i-1 do for j1:=1 to 8 do
 if a[i1,j1]=1
 then begin if j1=j then pd:=false else if abs(i1-i)=abs(j1-j)then pd:=false end
 end
end;

棋盤與棋子的圖片(需要用畫圖程序作出)、生成、裝入及顯示過程如下:

procedure TForm1.PaintBox1Click(Sender: TObject);
 var q:tbitmap;
begin
 q:=tbitmap.create;
 q.loadfromfile('e:\八皇後\backimg.bmp');
 paintbox1.canvas.Draw(0,0,q);
end;
end.

組件設置

paintbox1:繪圖板,顯示當前的合法布局。

Label1:文字標簽,顯示當前合法布局的序號。

Button1,button2,button3,button4:開始、單幅、連續、退出按紐。

程序清單:

(1)代碼單元unit1:

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
begin
 dstep:=true;
 bhh:=tbhh.create(false);
 button1.enabled:=false;
 button2.enabled:=true;
 button3.enabled:=true;
end;
procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
begin
 if dstep=false then begin bhh.suspend; dstep:=true end
 else bhh.resume
end;
procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);
begin
 dstep:=false; bhh.resume;
end;

(2)代碼單元unit2:

uses unit1;
procedure Tbhh.Execute;
begin
 hsu(1);
 form1.button1.enabled:=true;
 form1.button2.enabled:=false;
 form1.button3.enabled:=false;
end;
procedure tbhh.prt;//顯示
 var i,j,ix,iy:integer;
 s:real;iis:string[2];
begin
 str(tt:2,iis);
 form1.label1.caption:='第'+iis+'幅';
 form1.paintbox1.canvas.draw(0,0,q);
 for i:=1 to 8 do
  for j:=1 to 8 do
   if a[i,j]=1 then
   begin
    ix:=(i-1)*50+1;
    iy:=(j-1)*50+1;
    form1.paintbox1.canvas.draw(iy,ix,c);
   end;
   if dstep=true then suspend
   else begin s:=10; for i:=1 to 100000 do s:=s*s/s end;
  end;
  procedure tbhh.hsu(i:integer);//回溯求解
  var j:integer;
  begin
   if i>8 then begin tt:=tt+1; synchronize(prt)end
   else for j:=1 to 8 do
   begin a[i,j]:=1;if pd(i,j) then hsu(i+1);a[i,j]:=0;end
  end;
  constructor tbhh.create(flag:boolean);//創建該線程的一實例並對有關的變量進行初始化
 var i,j:integer;
 begin
  inherited create(flag);
  q:=tbitmap.create;q.loadfromfile('e:\八皇後\backing.bmp');
  c:=tbitmap.create;c.loadfromfile('e:\八皇後\queen.bmp');
  for i:=1 to 8 do
   for j:=1 to 8 do
    a[i,j]:=0; tt:=0;
   end;
  end.

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