【程序5说明】 著名的四色定理指出任何平面区域图均可用四种颜色着色,使相邻区域着不同的颜色。本程序对给定的区域图找出所有可能的不超过四种颜色的着色方案。 程序中用1~4表示四种颜色。要着色的N个区域用0~N-1编号,区域相邻关系用 adj[][]矩阵表示,矩阵的i行j列的元素为1,表示区域i与区域j相邻;矩阵的i行j列的元素为0,表示区域i与区域j不相邻。数组color[]用来存储着色结果,color[i]的值为区域i所着颜色。 【程序5】 #include<stdio.h> #define N 10 void output(int color[])/*输出一种着色方案*/ { int i; for(i=0;i<N;i++) printf("%4d",color[i]); printf("\n"); } int back (int * ip,int color[])/*回溯*/ { int c=4; while(c==4){ if(*ip<=0)return 0; --(*ip); c= (1) ; color[*ip]=-1; } return c; } /*检查区域i,对c种颜色的可用性*/ int colorOk(int i,int c,int [][N],int color[]} { int j; for(j=0;j<i;j++) if( (2) ) return 0; return 1; } /*为区域i选一种可着的颜色*/ int select (int i,int c,int adj[][N],int color[]) { int k; for(k=c;k<=4;k++) if(colorOK( (3) )) return k; return 0; } int coloring(int adj[][N])/*寻找各种着色方案*/ { int color[N],i,c,cnt; for(i=0;i<N;i++)color[i] =-1; i=c=0;cnt=0; while(1){ if((c= (4) )==0){c=back(&i,color);if(c==0)return cnt; }else{ (5) ;i++;if(i==N){ output(color); ++cnt; c=back(&i,color);}else c=0; } } } void main() { int adj[N][N]= {{0,1,0,1,1,1,1,1,1,1},{1,0,1,1,0,1,1,1,1,0},{0,1,0,1,0,1,1,0,1,1},{1,1,1,0,1,1,0,0,1,1},{1,0,0,1,0,1,0,0,0,0},{1,1,1,1,1,0,1,0,0,1},{1,1,1,0,0,1,0,0,1,0},{1,1,0,0,0,0,0,0,1,1},{1,1,1,1,0,0,1,1,0,1},{1,0,1,1,0,1,0,1,1,0} }; printf("共有%d组解.\n",coloring(adj)); }
参考答案:
解析:(1)color[*ip] (2)adj[i][j]!=0 && color[j]==c (3)i,k,adj,color (4)select(i,c+1,adj,color) (5)color[i]=c (1)Back()函数将color数组中紧邻*ip位置的,颜色值为 4的一个连续区域的元素赋值为-1。(2)colorOK()判断区域i对其之前的所有区域是否可以着色c。该句是检查i的相邻区域是否已有颜色为c的。(3)这是colorOK的参数列表。Select为区域i选择一种颜色,使用colorok函数对各种颜色(值为c~4的一种,不一定是所有颜色)分别进行检查。(4)Coloring()函数寻找各种着色方案。它先从区域0开始,检查颜色,并着色(着色的顺序总是从小色值的颜色开始的)。当发现某一区域无法着色时,就使用back()函数,将该区域之前的一个连贯区域进行洗色(对应color数组中赋值为-1)并回溯,并从回溯后的位置,重新开始进行颜色检查和赋色,但使用的色值比该位置洗色前的颜色值更大。若所有区域均已着色,则输出该着色方案。然后,使用back函数,重新进行着色。当所有颜色方案均已找到后,函数结束。(5)该句对区域i赋颜色c。c为之前select函数所选出的可以用的颜色。