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c语言实现pid算法-组合算法 C++高效实现 (二进制辅助法)

发布时间:2017-12-23 所属栏目:pid算法的c语言实现

一 : 组合算法 C++高效实现 (二进制辅助法)

1.什么是数学中的组合?

和排列不同的是,在组合中取出元素的顺序则不在考虑之中。从个元素中取出个元素,这个元素可能出现的组合数的总数量为:

以1,2,3,4,5中选2个数为例,总共的组合为:

1,2

1,3

1,4

1,5

2,3

2,4

2,5

3,4

3,5

4,5

2.在计算机中如何高效的实现排列算法?

乍一看,这个问题并不简单。有递归的实现方式,效率较低,还比较难,先不考虑。我们注意到一种以二进制的思想的实现方式,比较高效,来讲讲它。

(www.61k.com)

首先还是需要讲下上次的排列算法中比较高效的实现方式(),就是把1,2,3的全排列,换算成求一个三位数,由1,2,3组成,从小到大所有的可能性。

123 < 132 < 213 < 231 < 312 < 321

我们还是以1,2,3,4,5中选2个数为例。

我们这次的排列非常的像,我们用一个五个数的数组表示一个5位数的二进制数字,(其中1表示选中该数字,0则不是)这样用一个二进制数来表示一个排列。如果这个二进制遍历所有的可能性(0~31),且只有两个1组成的话,就是一个我们想要的排列结果。这里我们换成十进制从左往右换算,发现刚好是从小到大。

1,2 (1,1,0,0,0) -- 3(十进制)

1,3 (1,0,1,0,0) -- 5

2,3 (0,1,1,0,0) -- 6

1,4 (1,0,0,1,0) -- 9

2,4 (0,1,0,1,0) -- 10

3,4 (0,0,1,1,0) -- 12

1,5 (1,0,0,0,1) -- 17

2,5 (0,1,0,0,1) -- 18

3,5 (0,0,1,0,1) -- 20

4,5 (0,0,0,1,1) -- 24

如何用代码实现呢?

需要用以下策略:

1.m 选 n, 初始化m个数,它们都是0,前n个都变成1,表示最小的二进制。

2.如何找到下一个较大的数呢?因为我们这里的二进制是从左往右,所以,当发现一个1,0时,我们把它改成0,1的时候,这个数就变大了!

3.根据策略2的话(0,1,1,0,0)--6下一个二进制数应该是(0,1,0,1,0)--10,但是比(0,1,1,0,0)要大的下一个数应该是(1,0,0,1,0)--9。所以

我们要把1,0换成0,1的时候,还要把0,1中0的前面所有1都移到最前面,这样才是最小的数,大家理解下这句。因为我们的二进制是从左往右的。

代码如下,非常简短。

// MyCombination.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

void printResult(vector<int>& vecInt, int t[]){
 for(int i = 0; i < vecInt.size(); ++i){
 if(vecInt[i] == 1){
  cout << t[i] << " ";
 }
 }
 cout << endl;
}

bool compare(int a, int b){
 if(a > b){
 return true;
 }else{
 return false;
 }
}

void combination(int t[], int c, int total){
 //initial first combination like:1,1,0,0,0
 vector<int> vecInt(total,0);
 for(int i = 0; i < c; ++i){
 vecInt[i] = 1;
 }

 printResult(vecInt, t);

 for(int i = 0; i < total - 1; ++i){
 if(vecInt[i] == 1 && vecInt[i+1] == 0){
  //1. first exchange 1 and 0 to 0 1
  swap(vecInt[i], vecInt[i+1]);

  //2.move all 1 before vecInt[i] to left
  sort(vecInt.begin(),vecInt.begin() + i, compare);

  //after step 1 and 2, a new combination is exist
  printResult(vecInt, t);

  //try do step 1 and 2 from front
  i = -1;
 }
 }
 
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
 const int N = 5;
 int t[N] = {1, 2, 3, 4, 5};
 combination(t, 2, N);
 system("pause");
 return 0;
}

二进制算法 组合算法 C++高效实现 (二进制辅助法)

3.如何求所有的组合呢?

如果你理解了上面的东西,我们再来思考一个简单的问题,如何求1,2,3 的所有组合结果:

二进制算法 组合算法 C++高效实现 (二进制辅助法)

别害怕,这个问题比上面的还要简单,也是二进制的思想,我们用一个3位的二进制来表示一个结果,刚好是从0~7

{}    000

1    001

2    010

1,2  011

3   &“犇嫑”nbsp;100

2,3  110

1,2,3 111

代码如下(位运算不懂的话,看这篇文章《来谈谈C++ 位运算 & | << >> ^ ~ %》):

// MyCombination.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

void printEachResult(int t[], int index, int total){

 for(int i = 0; i < total; ++i){
 if((index>>i)&1 == 1){
  cout << t[i] << " ";
 }
 }
 cout << endl;
}

void combination(int t[],int count){
 for(int i = 0; i < (1<<count); ++i){
 printEachResult(t, i, count);
 }
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
 const int N = 3;
 int t[N] = {1, 2, 3};
 combination(t,N);
 system("pause");
 return 0;
}

二 : C语言如何实现五子棋游戏

五子棋游戏是一款很经典的智力游戏,只有学过编程语言的人,把五子棋的编程原理弄懂了,就能用自己熟悉的语言实现出来,在这里给大家分享,c语言五子棋源码,仅供大家参考借鉴。(www.61k.com)
#include <stdio.h>
#include <bios.h>
#include <ctype.h>
#include <conio.h>
#include <dos.h>
#define CROSSRU 0xbf /*右上角点*/
#define CROSSLU 0xda /*左上角点*/
#define CROSSLD 0xc0 /*左下角点*/
#define CROSSRD 0xd9 /*右下角点*/
#define CROSSL 0xc3 /*左边*/
#define CROSSR 0xb4 /*右边*/
#define CROSSU 0xc2 /*上边*/
#define CROSSD 0xc1 /*下边*/
#define CROSS 0xc5 /*十字交叉点*/
/*定义棋盘左上角点在屏幕上的位置*/
#define MAPXOFT 5
#define MAPYOFT 2
/*定义1号玩家的操作键键码*/
#define PLAY1UP 0x1157/*上移--'W'*/
#define PLAY1DOWN 0x1f53/*下移--'S'*/
#define PLAY1LEFT 0x1e41/*左移--'A'*/
#define PLAY1RIGHT 0x2044/*右移--'D'*/
#define PLAY1DO 0x3920/*落子--空格键*/
/*定义2号玩家的操作键键码*/
#define PLAY2UP 0x4800/*上移--方向键up*/
#define PLAY2DOWN 0x5000/*下移--方向键down*/
#define PLAY2LEFT 0x4b00/*左移--方向键left*/
#define PLAY2RIGHT 0x4d00/*右移--方向键right*/
#define PLAY2DO 0x1c0d/*落子--回车键Enter*/
/*若想在游戏中途退出, 可按 Esc 键*/
#define ESCAPE 0x011b
/*定义棋盘上交叉点的状态, 即该点有无棋子 */
/*若有棋子, 还应能指出是哪个玩家的棋子 */
#define CHESSNULL 0 /*没有棋子*/
#define CHESS1 'O'/*一号玩家的棋子*/
#define CHESS2 'X'/*二号玩家的棋子*/
/*定义按键类别*/
#define KEYEXIT 0/*退出键*/
#define KEYFALLCHESS 1/*落子键*/
#define KEYMOVECURSOR 2/*光标移动键*/
#define KEYINVALID 3/*无效键*/
/*定义符号常量: 真, 假 --- 真为1, 假为0 */
#define TRUE 1
#define FALSE 0
/**********************************************************/
/* 定义数据结构 */
/*棋盘交叉点坐标的数据结构*/
struct point
{
int x,y;
};
/**********************************************************/
/*自定义函数原型说明 */
void Init(void);
int GetKey(void);
int CheckKey(int press);
int ChangeOrder(void);
int ChessGo(int Order,struct point Cursor);
void DoError(void);
void DoOK(void);
void DoWin(int Order);
void MoveCursor(int Order,int press);
void DrawCross(int x,int y);
void DrawMap(void);
int JudgeWin(int Order,struct point Cursor);
int JudgeWinLine(int Order,struct point Cursor,int direction);
void ShowOrderMsg(int Order);
void EndGame(void);
/**********************************************************/
/**********************************************************/
/* 定义全局变量 */
int gPlayOrder; /*指示当前行棋方 */
struct point gCursor; /*光标在棋盘上的位置 */
char gChessBoard[19][19];/*用于记录棋盘上各点的状态*/
/**********************************************************/
/**********************************************************/
/*主函数*/
void main()
{
int press;
int bOutWhile=FALSE;/*退出循环标志*/
printf("Welcomewww.schoolhacker.com");
Init();/*初始化图象,数据*/
while(1)
{
press=GetKey();/*获取用户的按键值*/
switch(CheckKey(press))/*判断按键类别*/
{
/*是退出键*/
case KEYEXIT:
clrscr();/*清屏*/
bOutWhile = TRUE;
break;
/*是落子键*/
case KEYFALLCHESS:
if(ChessGo(gPlayOrder,gCursor)==FALSE)/*走棋*/
DoError();/*落子错误*/
else
{
DoOK();/*落子正确*/
/*如果当前行棋方赢棋*/
if(JudgeWin(gPlayOrder,gCursor)==TRUE)
{
DoWin(gPlayOrder);
bOutWhile = TRUE;/*退出循环标志置为真*/
}
/*否则*/
else
/*交换行棋方*/
ChangeOrder();
ShowOrderMsg(gPlayOrder);
}
break;
/*是光标移动键*/
case KEYMOVECURSOR:
MoveCursor(gPlayOrder,press);
break;
/*是无效键*/
case KEYINVALID:
break;
}
if(bOutWhile==TRUE)
break;
}
/*游戏结束*/
EndGame();
}
/**********************************************************/
/*界面初始化,数据初始化*/
void Init(void)
{
int i,j;
char *Msg[]=
{
"Player1 key:",
" UP----w",
" DOWN--s",
" LEFT--a",
" RIGHT-d",
" DO----space",
"",
"Player2 key:",
" UP----up",
" DOWN--down",
" LEFT--left",
" RIGHT-right",
" DO----ENTER",
"",
"exit game:",
" ESC",
NULL,
};
/* 先手方为1号玩家 */
gPlayOrder = CHESS1;
/* 棋盘数据清零, 即棋盘上各点开始的时候都没有棋子 */
for(i=0;i<19;i++)
for(j=0;j<19;j++)
gChessBoard[i][j]=CHESSNULL;
/*光标初始位置*/
gCursor.x=gCursor.y=0;
/*画棋盘*/
textmode(C40);
DrawMap();
/*显示操作键说明*/
i=0;
textcolor(BROWN);
while(Msg[i]!=NULL)
{
gotoxy(25,3+i);
cputs(Msg[i]);
i++;
}
/*显示当前行棋方*/
ShowOrderMsg(gPlayOrder);
/*光标移至棋盘的左上角点处*/
gotoxy(gCursor.x+MAPXOFT,gCursor.y+MAPYOFT);
}
/*画棋盘*/
void DrawMap(void)
{
int i,j;
clrscr();
for(i=0;i<19;i++)
for(j=0;j<19;j++)
DrawCross(i,j);
}
/*画棋盘上的交叉点*/

扩展:c语言五子棋游戏 / 五子棋游戏设计与实现 / 五子棋c语言代码


void DrawCross(int x,int y)
{
gotoxy(x+MAPXOFT,y+MAPYOFT);
/*交叉点上是一号玩家的棋子*/
if(gChessBoard[x][y]==CHESS1)
{
textcolor(LIGHTBLUE);
putch(CHESS1);
return;
}
/*交叉点上是二号玩家的棋子*/
if(gChessBoard[x][y]==CHESS2)
{
textcolor(LIGHTBLUE);
putch(CHESS2);
return;
}
textcolor(GREEN);
/*左上角交叉点*/
if(x==0&&y==0)
{
putch(CROSSLU);
return;
}
/*左下角交叉点*/
if(x==0&&y==18)
{
putch(CROSSLD);
return;
}
/*右上角交叉点*/
if(x==18&&y==0)
{
putch(CROSSRU);
return;
}
/*右下角交叉点*/
if(x==18&&y==18)
{
putch(CROSSRD);
return;
}
/*左边界交叉点*/
if(x==0)
{
putch(CROSSL);
return;
}
/*右边界交叉点*/
if(x==18)
{
putch(CROSSR);
return;
}
/*上边界交叉点*/
if(y==0)
{
putch(CROSSU);
return;
}
/*下边界交叉点*/
if(y==18)
{
putch(CROSSD);
return;
}
/*棋盘中间的交叉点*/
putch(CROSS);
}
/*交换行棋方*/
int ChangeOrder(void)
{
if(gPlayOrder==CHESS1)
gPlayOrder=CHESS2;
else
gPlayOrder=CHESS1;
return(gPlayOrder);
}
/*获取按键值*/
int GetKey(void)
{
char lowbyte;
int press;
while (bioskey(1) == 0)
;/*如果用户没有按键,空循环*/
press=bioskey(0);
lowbyte=press&0xff;
press=press&0xff00 + toupper(lowbyte);
return(press);
}
/*落子错误处理*/
void DoError(void)
{
sound(1200);
delay(50);
nosound();
}
/*赢棋处理*/
void DoWin(int Order)
{
sound(1500);delay(100);
sound(0); delay(50);
sound(800); delay(100);
sound(0); delay(50);
sound(1500);delay(100);
sound(0); delay(50);
sound(800); delay(100);
sound(0); delay(50);
nosound();
textcolor(RED+BLINK);
gotoxy(25,20);
if(Order==CHESS1)
cputs("PLAYER1 WIN!");
else
cputs("PLAYER2 WIN!");
gotoxy(25,21);
cputs(" \\<^+^>/");
getch();
}
/*走棋*/
int ChessGo(int Order,struct point Cursor)
{
/*判断交叉点上有无棋子*/
if(gChessBoard[Cursor.x][Cursor.y]==CHESSNULL)
{
/*若没有棋子, 则可以落子*/
gotoxy(Cursor.x+MAPXOFT,Cursor.y+MAPYOFT);
textcolor(LIGHTBLUE);
putch(Order);
gotoxy(Cursor.x+MAPXOFT,Cursor.y+MAPYOFT);
gChessBoard[Cursor.x][Cursor.y]=Order;
return TRUE;
}
else
return FALSE;
}
/*判断当前行棋方落子后是否赢棋*/
int JudgeWin(int Order,struct point Cursor)
{
int i;
for(i=0;i<4;i++)
/*判断在指定方向上是否有连续5个行棋方的棋子*/
if(JudgeWinLine(Order,Cursor,i))
return TRUE;
return FALSE;
}
/*判断在指定方向上是否有连续5个行棋方的棋子*/
int JudgeWinLine(int Order,struct point Cursor,int direction)
{
int i;
struct point pos,dpos;
const int testnum = 5;
int count;
switch(direction)
{
case 0:/*在水平方向*/
pos.x=Cursor.x-(testnum-1);
pos.y=Cursor.y;
dpos.x=1;
dpos.y=0;
break;
case 1:/*在垂直方向*/
pos.x=Cursor.x;
pos.y=Cursor.y-(testnum-1);
dpos.x=0;
dpos.y=1;
break;
case 2:/*在左下至右上的斜方向*/
pos.x=Cursor.x-(testnum-1);
pos.y=Cursor.y+(testnum-1);
dpos.x=1;
dpos.y=-1;
break;
case 3:/*在左上至右下的斜方向*/
pos.x=Cursor.x-(testnum-1);
pos.y=Cursor.y-(testnum-1);
dpos.x=1;
dpos.y=1;
break;
}
count=0;
for(i=0;i<testnum*2+1;i++)/*????????i<testnum*2-1*/
{
if(pos.x>=0&&pos.x<=18&&pos.y>=0&&pos.y<=18)
{
if(gChessBoard[pos.x][pos.y]==Order)
{
count++;
if(count>=testnum)
return TRUE;
}
else
count=0;
}
pos.x+=dpos.x;
pos.y+=dpos.y;
}
return FALSE;
}
/*移动光标*/
void MoveCursor(int Order,int press)
{
switch(press)
{
case PLAY1UP:
if(Order==CHESS1&&gCursor.y>0)
gCursor.y--;
break;
case PLAY1DOWN:
if(Order==CHESS1&&gCursor.y<18)
gCursor.y++;
break;
case PLAY1LEFT:
if(Order==CHESS1&&gCursor.x>0)
gCursor.x--;
break;
case PLAY1RIGHT:
if(Order==CHESS1&&gCursor.x<18)
gCursor.x++;
break;
case PLAY2UP:
if(Order==CHESS2&&gCursor.y>0)
gCursor.y--;
break;
case PLAY2DOWN:
if(Order==CHESS2&&gCursor.y<18)
gCursor.y++;
break;
case PLAY2LEFT:
if(Order==CHESS2&&gCursor.x>0)
gCursor.x--;
break;
case PLAY2RIGHT:
if(Order==CHESS2&&gCursor.x<18)
gCursor.x++;
break;
}
gotoxy(gCursor.x+MAPXOFT,gCursor.y+MAPYOFT);
}
/*游戏结束处理*/
void EndGame(void)
{
textmode(C80);
}
/*显示当前行棋方*/
void ShowOrderMsg(int Order)
{
gotoxy(6,MAPYOFT+20);
textcolor(LIGHTRED);
if(Order==CHESS1)
cputs("Player1 go!");
else
cputs("Player2 go!");
gotoxy(gCursor.x+MAPXOFT,gCursor.y+MAPYOFT);
}
/*落子正确处理*/
void DoOK(void)
{
sound(500);
delay(70);
sound(600);
delay(50);
sound(1000);

扩展:c语言五子棋游戏 / 五子棋游戏设计与实现 / 五子棋c语言代码


delay(100);
nosound();
}
/*检查用户的按键类别*/
int CheckKey(int press)
{
if(press==ESCAPE)
return KEYEXIT;/*是退出键*/
else
if
( ( press==PLAY1DO && gPlayOrder==CHESS1) ||
( press==PLAY2DO && gPlayOrder==CHESS2)
)
return KEYFALLCHESS;/*是落子键*/
else
if
( press==PLAY1UP || press==PLAY1DOWN ||
press==PLAY1LEFT || press==PLAY1RIGHT ||
press==PLAY2UP || press==PLAY2DOWN ||
press==PLAY2LEFT || press==PLAY2RIGHT
)
return KEYMOVECURSOR;/*是光标移动键*/
else
return KEYINVALID;/*按键无效*/
}
转载http://www.elsyy.com/news/diannaoit/

扩展:c语言五子棋游戏 / 五子棋游戏设计与实现 / 五子棋c语言代码

三 : 一步一步实现扫雷游戏(C语言实现)(一)

此项目相关博文链接

一步一步实现扫雷游戏(C语言实现)(一)

一步一步实现扫雷游戏(C语言实现)(二)

一步一步实现扫雷游戏(C语言实现)(三)

一步一步实现扫雷游戏(C语言实现)(四)

预定义:
#define MAX_X 100 //行坐标最大值
#define MAX_Y 100 //纵坐标最大值
全局数组:
char map[MAX_X][MAX_Y];
//为坐标数组,存储着地雷的分布
int m,n;
//为坐标的大小(选择等级时用的上)
//注意:MAX_X,MAX_Y与m,n的不同之处

算法函数接口:
1.返回周围地雷个数的函数
/****************************************************************************
返回周围地雷个数的函数
函数原型: int round_num_mines(int i,int j);
参 数: int i, int j为当前的坐标
返回值类型: int 返回该坐标处周围的地雷数
返回值情况:(1)返回1-8代表周围有1-8个地雷;
(2)返回0代表周围没有地雷;
(3)返回*代表此坐标时地雷;
******************************************************************************/
char round_num_mines(int i,int j)
{
int k =0;//记录周围地雷个数
if (map[i][j] =='*')
{
return'*';
}
else
{
if (i ==0) //第0行
{
if (j ==0) //第0行第0列
{
if (map[i][j+1] =='*') k++;
if (map[i+1][j] =='*') k++;
if (map[i+1][j+1] =='*') k++;
}
elseif (j == n-1) //第0行第n-1列
{
if (map[i+1][j] =='*') k++;
if (map[i][j-1] =='*') k++;
if (map[i+1][j-1] =='*') k++;
}
else//第0行非第0列非第n-1列
{
if (map[i][j-1] =='*') k++;
if (map[i][j+1] =='*') k++;
if (map[i+1][j-1] =='*') k++;
if (map[i+1][j] =='*') k++;
if (map[i+1][j+1] =='*') k++;
}
}
elseif (i == m-1) //第m-1行
{
if (j ==1) //第m-1行第0列
{
if (map[i][j+1] =='*') k++;
if (map[i-1][j] =='*') k++;
if (map[i-1][j+1] =='*') k++;
}
elseif (j == n-1) //第m-1行第n-1列
{
if (map[i-1][j] =='*') k++;
if (map[i][j-1] =='*') k++;
if (map[i-1][j-1] =='*') k++;
}
else//第m-1行非第0列非第n-1列
{
if (map[i][j+1] =='*') k++;
if (map[i-1][j] =='*') k++;
if (map[i-1][j+1] =='*') k++;
if (map[i][j-1] =='*') k++;
if (map[i-1][j-1] =='*') k++;
}
}
else//非第0行也非第m-1行
{
if (j ==1) //非第0行第0列
{
if (map[i+1][j] =='*') k++;
if (map[i+1][j+1] =='*') k++;
if (map[i][j+1] =='*') k++;
if (map[i-1][j] =='*') k++;
if (map[i-1][j+1] =='*') k++;
}
elseif (j == n-1) //非第0行第n-1列
{
if (map[i+1][j] =='*') k++;
if (map[i+1][j-1] =='*') k++;
if (map[i-1][j] =='*') k++;
if (map[i][j-1] =='*') k++;
if (map[i-1][j-1] =='*') k++;
}
else//非第0行非第0列非第m-1列
{
if (map[i+1][j] =='*') k++;
if (map[i+1][j-1] =='*') k++;
if (map[i+1][j+1] =='*') k++;
if (map[i][j+1] =='*') k++;
if (map[i-1][j] =='*') k++;
if (map[i-1][j+1] =='*') k++;
if (map[i][j-1] =='*') k++;
if (map[i-1][j-1] =='*') k++;
}
}
}
return k;
}
2.鼠标左键(扫雷)的函数
函数原型:void left_mouse(int i,int j);
参数:
int i, int j为当前的坐标

返回值类型:void
函数实现情况:(1)判断i,j;
(2)调用函数num_mines();
(3)判断函数num_mines()的返回值:
1)返回1-8则在坐标点上画出1-8,此函数的功能完毕,return;
2)返回0则继续调用函数num_mines(),再递归调用函数left_mouse();
3)返回‘*’说明踩到地雷,return, game over!
3.右键(画出旗帜)的函数
此函数的主要功能是限制此位置,规定该位置不会被显示出数字或‘*’
4.初始化地雷分布位置和个数
/*******************************************************************
函数功能:根据设置的地雷个数和分布地图(map,数组)给出分布好了地雷的数组
函数原型:void set_mines(int num_mines)
参数:(in)—— int num_mines
*********************************************************************/
void set_mines(int num_mines)
{
int num =0;
while (num <= num_mines)
{
rand_mines(m, n);
//如果出现相同的情况呢?,没事,再循环几次,直到有了足够的地雷为止
num = fun_num_mines(m, n);//判断地雷个数
}
}
//设置随机选取(i,j),设置a[i][j] = '*'
void rand_mines(int m, int n)
{
int i,j;
srand(time(0));
//rand()%n 取(0,n-1)的随机数
i = rand() % m;
j = rand() % n;
map[i][j] ='*';
}
//判断地雷个数
int fun_num_mines(int m, int n)
{
int i,j, k =0;
for (i =0; i < m; i++)
{
for (j =0; j < n; j++)
{
if (map[i][j] =='*')
{
k++;
}

本文标题:c语言实现pid算法-组合算法 C++高效实现 (二进制辅助法)
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