题目:
设有n=2^k个运动员要进行网球循环赛。现要设计一各满足一下要求的比赛日程表: 1、每个选手必须与其他n-1个选手各比赛一次。 2、每个选手一天只能赛一次。 3、循环赛一共进行n-1天。 按照此要求可以将比赛日程表设计成一个n*n的二维表,第一列表示选手,接下来的每一列依次表示将要比赛的每一天选手。下面以8个选手为例:
算法思路: 按分治策略,我们可以将所有的选手分为两半,则n个选手的比赛日程表可以通过n/2个选手的比赛日程表来决定。递归地用这种一分为二的策略对选手进行划分,直到只剩下两个选手时,比赛日程表的制定就变得很简单。这时只要让这两个选手进行比赛就可以了。如上图,所列出的正方形表是8个选手的比赛日程表。其中左上角与左下角的两小块分别为选手1至选手4和选手5至选手8前3天的比赛日程。据此,将左上角小块中的所有数字按其相对位置抄到右下角,又将左下角小块中的所有数字按其相对位置抄到右上角,这样我们就分别安排好了选手1至选手4和选手5至选手8在后4天的比赛日程。依此思想很容易将这个比赛日程表推广到具有任意多个选手的情形。
下图为8个选手的比赛日程表:
算法步骤:
1、利用一个for循环初始化选手1的日程安排,即图中的第一行。
2、定义一个m值,m初始化为1,m用来控制每一次填充表格时i(i表示行)和j(j表示列)的起始位置。 3、用一个for循环将问题分成若干部分,对于k=3,n=8,将问题分成了3大部分,第一部分:根据已经填充的第一行,填写第二行;第二大部分:根据已经填充好的第一部分,填写第三四行;第三部分:根据已经填充好的前四行,填写最后四行。
for (int s=1;s <= k; s++) n /= 2 4、用一个for循环对3中提到的每一个部分在进行划分 for(int t=1;t < n; t++),对于第一部分,将其划分为4个小单元,即对第二行进行如下划分:
同理对第二部分(第三四行)划分为两部分;第三部分亦是如此。 5、最后根据以上for循环对整体的划分和分治的思想,进行每一个单元格的填充。填充原则是:对角线填充。
for (int i=m+1; i <= 2*m; i++) { // 第i控制行 for(int j=m+1; j <= 2*m; j++) { //第j控制列 a[i][j+(t-1)*m*2] = a[i-m][j+(t-1)*m*2-m]; //右下角的值等于左上角的值 a[i][(t-1)*m*2-m] = a[i-m][j+(t-1)*m*2]; //左下角的值等于右上角的值 } } 运行过程如下:
代码下面是java实现完整代码:
package cn.com.zfc.everyday.test; import java.util.Scanner; /** * * @title RoundRobinSchedule * @describe 循环赛日程表: * 设有n=2^k个运动员要进行网球循环赛。 * 现要设计一个满足以下要求的比赛日程表: * (1)每个选手必须与其他n-1个选手各赛一次; * (2)每个选手一天只能参赛一次; * (3)循环赛在n-1天内结束。 * 按此要求将比赛日程表设计成有n行和n-1列的一个表。 * 在表中的第i行,第j列处填入第i个选手在第j天所遇到的选手。 * @author 掌控时间 * @date 2019年11月15日 */ public class RoundRobinSchedule { public static void main(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); System.out.println("请输入 k 的值(2^k个运动员)"); int k = scanner.nextInt(); scanner.close(); // 求运动员人数 int n = 1; for (int i = 1; i <= k; i++) { n = n * 2; } // 创建二维数组作为日程表 int[][] array = new int[n + 1][n + 1]; // 制作日程表 table(k, array, n); // 输出日程表 printTable(array, n); } /** * * @param k:2^k个运动员 * @param a:循环赛日程表 * @param n:运动员的人数 */ private static void table(int k, int[][] a, int n) { // 设置日程表第一行 for (int i = 0; i < n; i++) { a[0][i] = i+1; } // 每次填充时,起始填充位置 int m = 1; for (int s = 1; s <= k; s++) { n /= 2; for (int t = 1; t <= n; t++) { // 控制行 for (int i = m + 1; i <= 2 * m; i++) { // 控制列 for (int j = m + 1; j <= 2 * m; j++) { // 右下角等于左上角的值 a[i][j + (t - 1) * m * 2] = a[i - m][j + (t - 1) * m * 2 - m]; // 左下角等于右上角的值 a[i][j + (t - 1) * m * 2 - m] = a[i - m][j + (t - 1) * m * 2]; } } } m *= 2; } } // 输出日程表 private static void printTable(int[] array[], int n) { for (int i = 1; i <= n; i++) { for (int j = 1; j <= n; j++) { System.out.print(array[i][j] + " "); } System.out.println(); } } } 程序2:
import java.util.Scanner; public class Main { public static int[][] table(int n) { int[][] a = new int[n][n]; //a[][] 代表循环赛日程表 //构造赛程表第一行数据 for (int i = 0; i < n; i++) a[0][i] = i + 1; //采用分治算法,构造整个赛程表 for (int r = 1; r < n; r <<= 1) { //r=r*2 for (int i = 0; i < n; i += 2 * r) { copy(a, r, r + i, 0, i, r); //左上角的值赋值给右下角 copy(a, r, i, 0, r + i, r); //右上角的值赋值给左下角 } } return a; } // fromx:初始值的行号;fromy:初始值的列号;tox:目的格子的行号;toy:目的格子的列号。 private static void copy(int[][] a, int tox, int toy, int fromx, int fromy, int r) { for (int i = 0; i < r; i++) { for (int j = 0; j < r; j++) { a[tox + i][toy + j] = a[fromx + i][fromy + j]; } } } public static void main(String[] args) { System.out.println("请输入参赛人数(n=2^k):"); Scanner scan = new Scanner(System.in); Integer read = scan.nextInt(); int num = read.intValue(); if (num % 2 != 0) { System.out.println("输入人数不满足要求"); System.exit(0); } int[][] a = table(num); for (int i = 0; i < a.length; i++) { for (int j = 0; j < a[0].length; j++) { System.out.print(a[i][j] + "|"); } System.out.println(); } } }