prolog - La solución eficiente del recorrido de caballeros

combinatorics

Question

Construí un código en prólogo para encontrar una serie de movimientos legales en los que el caballo aterriza en cada casilla del tablero de ajedrez (8x8) exactamente una vez.

He usado una lógica como la siguiente: Hay 8 tipos de movimientos de caballero:

• derecha 1 abajo 2
• izquierda 1 abajo 2
• derecha 2 abajo 1
• izquierda 2 abajo 1
• derecha 1 arriba 2
• izquierda 1 hasta 2
• derecho 2 arriba 1
• izquierda 2 arriba 1

derecha 1 abajo 2 movimientos:

 move(X,Y) :- 
    C_X is X mod 8,      
        R_X is X // 8,       
        C_Y is C_X + 1,      % 1 right
        C_Y < 8,           
        R_Y is R_X + 2,      % 2 down
    R_Y < 8,
        Y is R_Y * 8 + C_Y,
    Y >= 0,
    X >= 0,
    X < 64,
    Y < 64.

Y esto se repite para los 8 tipos de movimientos

El problema es que mi código no es eficiente, requiere demasiados pasos para encontrar el camino correcto. ¿Alguien sabe una forma eficiente de resolver este problema?

Answer 1

Para poder resolver el rompecabezas de 8x8 Knight''s tour en una cantidad de tiempo factible, la regla de Warnsdorff es probablemente una obligación.

Creé un programa en B-Prolog que resuelve el rompecabezas bastante rápido. Si necesita que el programa esté en algún otro Prolog, no es demasiado difícil traducirlo o simplemente usar algunas ideas de él.

knight_moves(X, Y, NewX, NewY) :-
    ( NewX is X - 1, NewY is Y - 2 
    ; NewX is X - 1, NewY is Y + 2 
    ; NewX is X + 1, NewY is Y - 2
    ; NewX is X + 1, NewY is Y + 2
    ; NewX is X - 2, NewY is Y - 1 
    ; NewX is X - 2, NewY is Y + 1 
    ; NewX is X + 2, NewY is Y - 1
    ; NewX is X + 2, NewY is Y + 1 ).

possible_knight_moves(R, C, X, Y, Visits, NewX, NewY) :-
    knight_moves(X, Y, NewX, NewY),
    NewX > 0, NewX =< R,
    NewY > 0, NewY =< C,
    /+ (NewX, NewY) in Visits.

possible_moves_count(R, C, X, Y, Visits, Count) :-
    findall(_, possible_knight_moves(R, C, X, Y, Visits, _NewX, _NewY), Moves),
    length(Moves, Count).

:- table warnsdorff(+,+,+,+,+,-,-,min).
warnsdorff(R, C, X, Y, Visits, NewX, NewY, Score) :-
    possible_knight_moves(R, C, X, Y, Visits, NewX, NewY),
    possible_moves_count(R, C, NewX, NewY, [(NewX, NewY) | Visits], Score).

knight(R, C, X, Y, Visits, Path) :-
    length(Visits, L),
    L =:= R * C - 1,
    NewVisits = [(X, Y) | Visits],
    reverse(NewVisits, Path).

knight(R, C, X, Y, Visits, Path) :-
    length(Visits, L),
    L < R * C - 1,
    warnsdorff(R, C, X, Y, Visits, NewX, NewY, _Score),
    NewVisits = [(X, Y) | Visits],
    knight(R, C, NewX, NewY, NewVisits, Path).


| ?- time(knight(8, 8, 1, 1, [], Path)).

CPU time 0.0 seconds.

Path = [(1,1),(2,3),(1,5),(2,7),(4,8),(6,7),(8,8),(7,6),(6,8),(8,7),(7,5),(8,3),(7,1),(5,2),(3,1),(1,2),(2,4),(1,6),(2,8),(3,6),(1,7),(3,8),(5,7),(7,8),(8,6),(7,4),(8,2),(6,1),(7,3),(8,1),(6,2),(4,1),(2,2),(1,4),(2,6),(1,8),(3,7),(5,8),(7,7),(8,5),(6,6),(4,7),(3,5),(5,6),(6,4),(4,3),(5,5),(6,3),(5,1),(7,2),(8,4),(6,5),(4,4),(3,2),(5,3),(4,5),(3,3),(2,1),(1,3),(2,5),(4,6),(3,4),(4,2),(5,4)]
yes