循環賽日程表算法


 問題描述

     設有n=2^k個運動員要進行網球循環賽。現要設計一個滿足以下要求的比賽日程表:

        (1)每個選手必須與其他n-1個選手各賽一次;
     (2)每個選手一天只能參賽一次;
     (3)循環賽在n-1天內結束。

     請按此要求將比賽日程表設計成有n行和n-1列的一個表。在表中的第i行,第j列處填入第i個選手在第j天所遇到的選手。其中1≤i≤n,1≤j≤n-1。8個選手的比賽日程表如下圖:


     算法思路按分治策略,我們可以將所有的選手分為兩半,則n個選手的比賽日程表可以通過n/2個選手的比賽日程表來決定。遞歸地用這種一分為二的策略對選手進行划分,直到只剩下兩個選手時,比賽日程表的制定就變得很簡單。這時只要讓這兩個選手進行比賽就可以了。如上圖,所列出的正方形表是8個選手的比賽日程表。其中左上角與左下角的兩小塊分別為選手1至選手4和選手5至選手8前3天的比賽日程。據此,將左上角小塊中的所有數字按其相對位置抄到右下角,又將左下角小塊中的所有數字按其相對位置抄到右上角,這樣我們就分別安排好了選手1至選手4和選手5至選手8在后4天的比賽日程。依此思想容易將這個比賽日程表推廣到具有任意多個選手的情形。

    算法步驟

 

     (1)用一個for循環輸出日程表的第一行 for(int i=1;i<=N;i++) a[1][i] = i

 

     (2)然后定義一個m值,m初始化為1,m用來控制每一次填充表格時i(i表示行)和j(j表示列)的起始填充位置。

     (3)用一個for循環將問題分成幾部分,對於k=3,n=8,將問題分成3大部分,第一部分為,根據已經填充的第一行,填寫第二行,第二部分為,根據已經填充好的第一部分,填寫第三四行,第三部分為,根據已經填充好的前四行,填寫最后四行。for (ints=1;s<=k;s++)  N/=2; 

     (4)用一個for循環對③中提到的每一部分進行划分for(intt=1;t<=N;t++)對於第一部分,將其划分為四個小的單元,即對第二行進行如下划分


 

 

     同理,對第二部分(即三四行),划分為兩部分,第三部分同理。

     (5)最后,根據以上for循環對整體的划分和分治法的思想,進行每一個單元格的填充。填充原則是:對角線填充

 

     for(int i=m+1;i<=2*m;i++) //i控制行      

          for(int j=m+1;j<=2*m;j++)  //j控制列       

          { 

              a[i][j+(t-1)*m*2]= a[i-m][j+(t-1)*m*2-m];/*右下角的值等於左上角的值 */ 

              a[i][j+(t-1)*m*2-m] =a[i-m][j+(t-1)*m*2];/*左下角的值等於右上角的值 */

         }  

     運行過程

    (1)由初始化的第一行填充第二行

     

     (2)由s控制的第一部分填完。然后是s++,進行第二部分的填充

    

     (3)最后是第三部分的填充

     

     程序清單

 

 1 [cpp] view plaincopy
 2  
 3  
 4     for(int s=1; s<=k; s++)  
 5     {  
 6         n /= 2;  
 7         for(int t=1; t<=n; t++)  
 8         {  
 9             for(int i=m+1; i<=2*m; i++)//控制行  
10             {  
11                 for(int j=m+1; j<=2*m; j++)//控制列  
12                 {  
13                     a[i][j+(t-1)*m*2] = a[i-m][j+(t-1)*m*2-m];//右下角等於左上角的值  
14                     a[i][j+(t-1)*m*2-m] = a[i-m][j+(t-1)*m*2];//左下角等於右上角的值  
15                 }  
16                   
17             }  
18         }  
19         m *= 2;  
20     }  
21 }  

 

程序運行結果:


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