龙空技术网

奥数中“九宫算”升级版 穷举法求解五阶幻方

刀笔小周 159

前言:

而今同学们对“五阶幻方是什么意思”大约比较关注,你们都想要分析一些“五阶幻方是什么意思”的相关资讯。那么小编同时在网上网罗了一些关于“五阶幻方是什么意思””的相关资讯,希望大家能喜欢,大家一起来了解一下吧!

九宫算是指在3*3个方格中,每个方格分别放入1个数,这个数必须是1-9中之一,每个数必须而且只能放入一次。要求3*3方格中每一行、每一列、两条对角线的三个数之和都相等。

五阶幻方是指在5*5个方格中,每个方格各放入一个数,这个数必须是1-25中之一,每个数必须而且只能放入一次。要求5*5方格中每一行、每一列、两条对角线的五个数之和都相等。

原以为奇数阶幻方中,正中间的方格应该填入数列中的中位数,例如在3阶幻方中,正中间的方格应该填入9,但是在5阶幻方中,这个假设就失效了,下面是具体的例子。

正中间的单元格一个是10,一个是9,都不是13。

下面的这个例子是从网上找到的五阶幻方求解的源程序,采用逐步搜索的方法,求得所有解。我最长运行了3小时,求得了大约29万种不同解,不知道全部有效解一共是多少?

#include "stdio.h"#define LENGTH 10#define SIZE LENGTH*LENGTHint	a[LENGTH][LENGTH],b[SIZE],degree,number=0,max,sum;int main(){int i=0,j=0,m,temp,n,x,k,y,h,z;printf("please input a degree:");scanf("%d",°ree);max=degree*degree;sum=(max+1)*degree/2;for(i=1;i<=degree;i++){b[i]=0;//1-5标记为没有选中,因为0不是目标数字,所以i从1开始//b[]可能代表某一行的5个数for(j=0;j<degree;j++){a[i-1][j]=0;//目标数组全部置为0,行标从0开始,列标也从0开始}}//全部赋0值i=j=z=0;while(1)//大循环开始{temp=a[i][j];a[i][j]=0;//把a[i][j]读出来,赋值给temp,然后将a[i][j]置为0//a[][]为目标数组for(m=temp+1+z,z=0;m<=max;m++){if(b[m]==0){if(temp!=0){b[temp]=0;temp=0;}if(i<degree-2 && j<degree-2)//是否进入第三行、第三列{if(i==degree-3)//行判断,是不是第三行{for(n=0,x=0;n<i;n++){x+=a[n][j];}x+=m;//x为已知数的和k=sum-x;//K为剩余数的和if(k>max+max-1 || (k==max+max-1 && (b[max]==1 || b[max-1]==1)))//剩余的数字已无可能{continue;}if(k<3 || (k==3 && (b[1]==1 && b[2]==1)))//剩余的数字已无可能{m=max+1;break;}}if(j==degree-3) //列判断,是不是第三列{for(n=0,x=0;n<j;n++){x+=a[i][n];//x为该行已选数字之和}x+=m;//m为该行第三列待选数字k=sum-x;//某列已选好的数字求和,没选的数字求和if(k>max+max-1 || (k==max+max-1 && (b[max]==1 || b[max-1]==1)))//还剩2个数没有选,如果k值大于最大两个数之和,表示没有可能;如果等于最大两个数之和,但是最大两个数其中之一已经用过了,表示没有可能。{continue;}if(k<3 || (k==3 && (b[1]==1 && b[2]==1)))//最小情况判断,比3还小不可能,等于3但是1,2其中之一已被选择,也不可能{m=max+1;break;}}//将M赋值给数组a,同时标记数组b,该数字已使用a[i][j]=m;b[m]=1;j++;break;}if(j==degree-2)//该行已经选了3个数,准备选第四个数{for(n=0,x=0;n<j;n++){x+=a[i][n];//前面的数求和}x+=m;//和值加入dmk=sum-x;//剩余的值if(k>0 && k<=max && m!=k && b[k]==0)//剩余的值在最大和最小之间,m与k不相等,k值没有被选过{a[i][j]=m;b[m]=1;a[i][j+1]=k;b[k]=1;//最后2个数字,一起完成赋值if(i<degree-2)//如果还剩超过2行,则进入下一行{i++;j=0;break;}}else{if(i==degree-2 && j==1){j--;b[a[i+1][j]]=0;a[i+1][j]=0;break;}else{continue;}}}if(i==degree-2){//还剩2行for(n=0,x=0;n<i;n++){x+=a[n][j];}x+=m;k=sum-x;//前几行求和,另外得出剩下几行的和if(k>0 && k<=max && m!=k && b[k]==0){//k的值在最大]、最小之间,m、k对应的值没有被用过if(j<degree-2){if(j==0){for(n=0,x=degree-1,y=0;n<i;n++){y+=a[n][x--];//对角线求和}y+=k;h=sum-y;//对角线已选值的和,以及剩余的值的和if(h>0 && h<=max && h!=k && h!=m && b[h]==0){//对角线的判断a[i][j]=m;b[m]=1;a[i+1][j]=k;b[k]=1;z=h-1;//该行,和下一行的值复制j++;break;}else{continue;}}if(j==1){for(n=0,x=degree-1,y=0;n<i;n++){y+=a[n][x--];}y+=(a[degree-1][0]+m);if(y!=sum){//值不满足65,重新归零b[a[degree-1][0]]=0;a[degree-1][0]=0;j--;break;}}a[i][j]=m;b[m]=1;a[i+1][j]=k;b[k]=1;j++;break;}else if(j==degree-2){for(n=0,x=0;n<=i;n++){x+=a[n][n];}h=sum-x;if(h>0 && h<=max && h!=m && h!=k && b[h]==0){for(n=0,y=0;n<=j;n++){y+=a[n][degree-1];}if(y==x){for(n=0,y=0;n<i;n++){y+=a[degree-1][n];}y+=k;if(y==x){a[i+1][j]=k;b[k]=1;a[i][j]=m;b[m]=1;a[++i][++j]=h;b[h]=1;}else{continue;}}else{continue;}}else{b[a[i][j+1]]=0;a[i][j+1]=0;b[a[i][j]]=0;a[i][j]=0;if(j==1){b[a[i+1][j-1]]=0;a[i+1][j-1]=0;j--;break;}else{continue;}}}}else{if(j==1){//这个判断好像无效if(j==degree-2){b[a[i][j+1]]=0;a[i][j+1]=0;}b[a[i][j]]=0;a[i][j]=0;j--;b[a[i+1][j]]=0;a[i+1][j]=0;break;}if(j==degree-2){b[a[i][j]]=0;a[i][j]=0;b[a[i][j+1]]=0;a[i][j+1]=0;//某列两个数值归0}continue;}}if(i==degree-1 && j==degree-1){//已经到达第5行、第五列for(k=0;k<degree;k++){for(h=0;h<degree;h++){//满足条件的结果输出printf("%4d",a[k][h]);}printf("\n");}printf("\n");number++;printf("num=%5d\n",number);if(number==100){getchar();getchar();}for(k=degree-2;k<degree;k++){for(h=1;h<degree;h++){b[a[k][h]]=0;a[k][h]=0;//第四行、第五行归0}}b[a[degree-1][0]]=0;a[degree-1][0]=0;//第五行第一列归0i--;j=0;break;}}}if(m>max){//超出理论范围if(temp!=0){b[temp]=0;}if(j==0 && i>0){i--;j=degree-1;b[a[i][j]]=0;a[i][j]=0;j--;}else if(j>0){j--;b[a[i+1][j]]=0;a[i+1][j]=0;}else if(i==0 && j==0){break;}}}printf("the total number is %d\n",number);//结果输出return 0;}

标签: #五阶幻方是什么意思