【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:(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
解析: (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。