Bài toán " 8 quân hậu " pptx

Lớp Cao Đẳng Tin Học 2008
Năm học 2009-2010
Trường Đại Học Trà Vinh Khoa Kỹ Thuật và Công Nghệ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH
KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
NIÊN LUẬN I TIN HỌC
Đề tài NL06_2009:
BÀI TOÁN “8 QUÂN HẬU”
BÀI TOÁN “8 QUÂN HẬU”
Giáo viên hướng dẫn :
Thầy. Ngô Thanh Huy
Nhóm sinh viên cùng thực hiện:
Phan Thị Ngọc Nhi 210108064
Nguyễn Thành Quang 210108039
Quách Nguyễn Diễm Thu 210108063
Niên Luận I : NL06_2009 Trang 1
Trường Đại Học Trà Vinh Khoa Kỹ Thuật và Công Nghệ
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN VÀ GIÁO VIÊN CHẤM
  

Trà Vinh, ngày… tháng…. năm 2010
Niên Luận I : NL06_2009 Trang 2
Trường Đại Học Trà Vinh Khoa Kỹ Thuật và Công Nghệ
Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Trường Đại học Trà Vinh đã
tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em thực hiện niên luận này.
Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô bộ môn Công Nghệ Thông
Tin đã trang bị cho chúng em những kỹ năng lập trình cơ bản.
Chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Ngô Thanh Huy đã tận
tình hướng dẫn chúng em trong suốt thời gian thực hiện đồ án niên
luận .
Mặc dù đã cố gắng hoàn thành trong phạm vi và khả năng cho
phép nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em
kính mong nhận được sự cảm thông và góp ý của quý thầy cô và các
bạn.
Niên Luận I : NL06_2009 Trang 3

Trường Đại Học Trà Vinh Khoa Kỹ Thuật và Công Nghệ
MỤC LỤC
Phần 1 : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1.1 Giới Thiệu Tổng Quan :
Đặt 8 quân hậu trên bàn cờ vua 8x8 sao cho không có quân hậu nào có thể
tấn công được con khác (theo luật cờ vua) không kể đến màu sắc, nghĩa là phải
đặt các quân hậu sao cho không có hàng, cột hoặc đường chéo nào trên bàn cờ
có hơn 1 quân hậu.
Niên Luận I : NL06_2009 Trang 4
Trường Đại Học Trà Vinh Khoa Kỹ Thuật và Công Nghệ
1.2 Giới Hạn Chương Trình :
Chương trình được thiết kế giới hạn trên bàn cờ 8x8 ô, giao diện Dos đơn
giản không có sử dụng đồ họa.
1.3 Mục Tiêu Cần Đạt :
Phải đặt được 8 con hậu lên bàn cờ và bảo đảm chúng không thể ăn
lẫn nhau theo luật cờ vua quốc tế.
Hiển thị bàn cờ với số quân cờ đã được sắp xếp. Hiển thị lần lược
từng ván một để dễ xem, và kiểm tra.
Phải tìm ra đủ đáp án của bài toán. Phải chính xác, thời gian thực thi
chương trình nhanh.
1.4 Hướng Giải Quyết :
Theo luật cờ vua, một hoàng hậu có thể chiếm các quân khác nằm ở cùng
dòng, hay cùng cột, hay cùng đường chéo; Do đó suy ra rằng mỗi cột chỉ chứa
một hoàng hậu, và việc chọn chỗ cho hoàng hậu thứ j có thể giới hạn được ở cột
thứ j, và quá trình chọn vị trí cho hoàng hậu thứ j sẻ được tiến hành tìm kiếm từ
dòng 0 đến dòng 7 của cột j.
Dùng các hàm để đơn giản hóa việc lặp lại công việc tìm vị trí Hậu.
Phần 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Các Định Nghĩa :
• Bàn cờ là một bảng vuông 8x8, nên ta dung một mảng 2 chiều với

kích thước [8,8] để tổ chức bàn cờ.
• Các ô nằm theo chiều ngang là các dòng, các ô nằm dọc gọi la các
cột.
Niên Luận I : NL06_2009 Trang 5
Trường Đại Học Trà Vinh Khoa Kỹ Thuật và Công Nghệ
• Đường chéo chính là đường chéo mà các hiệu số dòng và cột bằng
nhau.
• Đường chéo phụ là đường chéo mà các tổng số dòng và cột bằng
nhau.
• Đường chéo Trừ là đường chéo song song với đường chéo chính.
• Đường chéo Cộng là đường chéo song song với đường chéo phụ.
Hình ảnh minh họa đường chéo Trừ và đường chéo Cộng
Đường chéo Trừ của ô a[i][j] là đường chéo chứa các phần tử a[i-k][j-k]
khi k tăng bắt đầu từ 1. Ví dụ như hình bên dưới ta có ô a[i][j] là a[4][3]
với k=1 thì ta được ô a[3][2] tương tự khi k tăng lên nữa thì ta được các
ô nằm trên cùng đường chéo với ô a[4][3] là: a[3][2],a[2][1],a[1][0].
đường chéo Trừ
0 1 2 3 4 5 6 7
0
1
2
3
4
5
6
Niên Luận I : NL06_2009 Trang 6
X
Trường Đại Học Trà Vinh Khoa Kỹ Thuật và Công Nghệ
7
đường chéo Cộng

Đường chéo Cộng của ô a[i][j] là đường chéo chứa các phần tử a[i+k][j-
k] khi k tăng bắt đầu từ 1. Ví dụ như hình bên trên ta có ô a[i][j] là a[4]
[3] với k=1 thì ta được ô a[5][2] tương tự khi k tăng lên nữa thì ta được
các ô nằm trên cùng đường chéo với ô a[4][3] là: a[5][2],a[6][1],a[7][0].
2.2 Thuật Toán :
Đệ qui là phương pháp tính toán dựa vào việc gọi lại hàm nhiều
lần. Trong đó mỗi lần gọi hàm thì các đối số trong hàm sẽ giảm đi và
cuối cùng là kết thúc hàm khi không còn giá trị nào để gọi nửa tức hàm
đã tối giản.
Phần 3 : PHÂN TÍCH - HIỆN THỰC
3.1 Công Cụ Lập Trình :
Ngôn ngữ lập trình C, với các phần mềm :
Visual C++
Borland C++ 3.1
Turbo C++ 3.0
Nhưng chúng em đã chọn Turbo C++ 3.0 để viết chương trình này.
3.2 Giới Thiệu Chương Trình :
3.2.1 Giao diện chương trình :
Chương trình có giao diện Dos đơn giản, thân thiện, dễ dùng.
Niên Luận I : NL06_2009 Trang 7
Trường Đại Học Trà Vinh Khoa Kỹ Thuật và Công Nghệ
Có những phím tắt giúp cho quá trình sử dụng được thuận tiện với các phím
tắt :
Bấm ESC để thoát chương trình.
Bấm phím bất kì để hiện các bàn cờ đã được sắp xếp.
Niên Luận I : NL06_2009 Trang 8
Trường Đại Học Trà Vinh Khoa Kỹ Thuật và Công Nghệ
Bấm phím bất kì để lần lượt hiện các bàn cờ đã được sắp xếp.
3.2.2 Các modules chương trình con :
 Các ký hiệu được định nghĩa trong chương trình:

TRUE: có giá trị là 1
FALSE : có giá trị là 0
BOARDSIZE : có giá trị là 8
DIAGONAL (2*BOARDSIZE-1) : cách tính đường chéo
queenCol[BOARDSIZE] : vị trí thẳng đứng của con Hậu
colFree[BOARDSIZE] : xét chiều thẳng đứng có free (rỗng) hay không
upFree[DIAGONAL] : xét đường chéo lên có free (rỗng) hay không
downFree[DIAGONAL] : xét đường chéo xuống có free (rỗng) hay không
 Các hàm được định nghĩa trong chương trình:
void addQueen() : đặt hậu vào vị trí, kiểm tra hậu có đặt được hay
không nếu được thì gọi hàm xuất hậu (writeBoard), ngược lại thì gọi lại
Niên Luận I : NL06_2009 Trang 9
Trường Đại Học Trà Vinh Khoa Kỹ Thuật và Công Nghệ
chính nó. Bước gọi lại hàm addQueen là cấu trúc đệ qui của bài. Kết quả
trả về dưới dạng tọa độ.
void writeBoard() : là hàm xuất kết quả ra màn hình bằng thao tác
chuyển từ tọa độ của addQueen sang đồ họa nhờ vào cấu trúc
Switch Case, với mỗi tọa độ là một dòng, tương ứng với số con hậu đang
đặt.
3.3 Chương Trình và Lưu Đồ Giải Thuật :
3.3.1 Hàm addQueen()
3.3.1.1 Chương trình:
Hàm nhận giá trị là vị trí của một phần tử trong bàn cờ vua do cấu
trúc duyệt mảng trong thân chương trình chính đã tạo ra. Đầu tiên tăng số
dòng chứa hậu lên một, tiếp theo dùng vòng lặp để duyệt từng phần tử cột
trong hàng hiện tại. Nếu tìm được vị trí thích hợp để đặt hậu thì thay đổi giá
trị của các hàm xét đường chéo, ngang, dọc thành đã tồn tại một hậu (false).
Kế tiếp xét nếu số con hậu đã đủ tám con thì sẻ tiến hành gọi hàm
writeBoard() để in bàn cờ, ngược lại số hậu chưa đủ thì sẽ tiếp tục tìm thêm
số hậu còn thiếu bằng việc gọi lại hàm addQueen().

Việc gọi lại hàm addQueen sẽ được thực hiện n lần. Đây cũng là
phần đệ quy của bài toán này.
Trong trường hợp hậu vừa đặt không hợp yêu cầu, tức là hậu ăn
nhau thì ta phải hủy vị trí vừa đặt hậu, quay về một bước đồng thời cũng trừ
ra một con hậu hiện tại.
3.3.1.2 Lưu đồ:
Niên Luận I : NL06_2009 Trang 10
Trường Đại Học Trà Vinh Khoa Kỹ Thuật và Công Nghệ
3.3.2 Hàm writeBroad()
3.3.2.1 Chương trình:
Hàm nhận giá trị là tọa độ quân hậu từ hàm addQueen() sau đó
chuyển thành các kí tự hình ảnh dựa vào cấu trúc Switch Case với giá trị
Niên Luận I : NL06_2009 Trang 11
T
F
F
END
for (col=0;col<BOARDSIZE;col++)
Tiến hành đặt cờ a[i]
[j]=true
In kết quả ra File
Gọi hàm
writeBoard
queenCount
==
BOARDSIZE-1
Hàng Ngang,
Dọc, Đường
chéo
TRỐNG

T
Đệ Quy gọi lại
addQueen
BEGIN addQueen
Trường Đại Học Trà Vinh Khoa Kỹ Thuật và Công Nghệ
tọa độ từ 0 đến 7 tương ứng.
3.3.2.2 Lưu đồ:
3.3.3 Hàm main()
3.3.3.1 Chương trình:
Chương trình khởi tạo giá trị cho bàn cờ với kích thước là 8x8 ô.
Tại vị trí thứ i kiểm tra xem có rổng hay không, tiếp theo thì sẽ gọi
hàm addQueen() để tiến hành đạt hậu vào vị trí mới vừa tìm thấy.
Hàm main sẽ kết thúc khi hàm addQueen() đã tìm ra được tất cả
các trường hợp có thể đặt Hậu và đã gọi hàm in kết quả writeBoard().
Dừng chương trình.
3.3.3.2 Lưu đồ:
Niên Luận I : NL06_2009 Trang 12
for(i=0;i<BOARDSIZE;i++)
BEGIN writeBoard()
switch(vị trí hậu)
case “i”
END
Trường Đại Học Trà Vinh Khoa Kỹ Thuật và Công Nghệ
Niên Luận I : NL06_2009 Trang 13
END
Tạo bàn cờ
Gọi Hàm addQueen()
BEGIN
Duyệt Vị Trí Trống
Gọi Hàm writeBoard()

Xuất Kết Quả
Trường Đại Học Trà Vinh Khoa Kỹ Thuật và Công Nghệ
Phần 4 : KẾT LUẬN – ĐÁNH GIÁ
4.1 Kết Quả Đạt Được :
Giải thuật tìm ra được 736 cách đặt Hậu tương ứng với 92 bàn cờ. Là tất cả
các giải thuật của bài toán.
Thời gian xử lý của bài toán tương đối nhanh chóng, đạt được yêu cầu về
phần cứng, máy tính cấu hình thấp vẫn chạy được.
Có thêm kiến thức về phương pháp đệ quy, quay lùi. Học được cách làm
việc theo nhóm tập thể. Học được cách thảo luận nhóm. Nắm vững hơn phương
pháp lập trình theo hàm. Học thêm cách tìm kiếm thông tin trên internet.
4.2 Hạn Chế :
Do hạn chế về kiến thức lập trình cũng như thời gian thực hiện chương trình
nên kết quả đạt được còn nhiều hạn chế.
Chưa tận dụng hết độ mạnh của C về đồ họa nên giao diện của chương trình
không đẹp.
Bài toán tám quân hậu có 92 lời giải khác nhau. Nếu không phân biệt các lời
giải là ảnh của nhau qua phép đối xứng, phép quay bàn cờ thì chúng chỉ có 12
lời giải đơn vị. Chưa tìm ra được phương pháp rút gọn giải thuật hơn nữa để
nâng cao chất lượng chương trình.
4.3 Hướng Phát Triển :
Cần ghép thêm đồ họa để giao diện chương trình sinh động hơn.
Chương trình có thể mở rộng ra thành bài toán 10 quân hậu hoặc lớn hơn
nữa nhưng thời gian để đặt được hết số quân hậu vào bàn cờ là rất lâu vì phải
xét quân Hậu rất nhiều lần.
Có thể cho người dùng nhập số quân Hậu tùy ý.
Dựa trên giải thuật đã có để xây dựng đồ họa cho chương trình. Cần phải
tối ưu hơn nửa giải thuật.
Niên Luận I : NL06_2009 Trang 14
Trường Đại Học Trà Vinh Khoa Kỹ Thuật và Công Nghệ

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Cấu trúc dữ liệu và giải thuật. Đỗ Xuân Lôi. Chương 3. Nhà xuất bản Khoa học và
Kỉ thuật, Hà Nội 1996.
[2] Cấu trúc dữ liệu và giải thuật. Đoàn Trọng Huấn. Trường Đại học Trà Vinh.
[3] Phương pháp giải các bài toán trong tin học. Trần Đức Huyên. Trang 33 – 39. Nhà
xuất bản giáo duc. Tháng 4 – 2001.
[4] Bài giảng Nhập môn lập trình. Khoa Kỹ Thuật - Công Nghệ, Đại Học Trà Vinh.
[5] Một số tài liệu tham khảo trên mạng internet
Link:
/>



Niên Luận I : NL06_2009 Trang 15