人工智能课程设计报告完整版.docx
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人工智能课程设计报告完整版
HENsystemofficeroom【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
人工智能课程设计报告
人工智能课程设计报告
----设计三：
八皇后
学院：
信息科学与工程学院
班级：
自动化0703班
******
学号：
指导教师：
陈白帆陈学
2010年6月10日
一、概述
、设计题目………………………………………………………………
、系统主要内容与功能…………………………………………………
二、设计流程及描述
、设计流程图……………………………………………………………
、设计思路简介…………………………………………………………
三、运行界面简介
、游戏模式界面演示……………………………………………………
、解答界面演示…………………………………………………………
四、源程序代码
、游戏模式代码…………………………………………………………
、解答代码………………………………………………………………
五、课程设计体会
设计体会…………………………………………………………………
附录
参考文献……………………………………………………………………………
（一）概述
设计题目：
问题是一个古老而着名的问题，是回溯算法的典型例题。
该问题是十九世纪着名的数学家高斯1850年提出：
在8X8格的国际象棋上摆放八个皇后，使其不能互相攻击，即任意两个皇后都不能处于同一行、同一列或同一斜线上，问有多少种摆法。
高斯认为有76种方案。
1854年在柏林的象棋杂志上不同的作者发表了40种不同的解，后来有人用图论的方法解出92种结果。
系统主要内容与功能
设计内容：
在8*8的国际象棋棋盘上，放置8个皇后后，使8个棋子不能被相互对方吃掉。
设计要求：
（1）较好的人机操作界面，登陆界面应有系统的各种功能信息。
（2）能够进行基本的游戏操作，用不同的颜色在棋盘上表示能占用的格子和不能占用的。
（3）当程序出错后应能可以重新开始进行游戏
（4）此系统应包括答案解答功能，其中答案解答功能应包括各种答案的游戏界面共有92种情况。
（二）设计流程及描述
设计流程图：
算法基本流程图
主函数：
2．2设计思路简介：
由于这是一个平面上的棋子布局处理问题，因此我们可以将问题堪称一个2维数组问题，不妨设这个8*8数组A，并假定第一行是为后一位置的位置，第二行为后卫放置的位置，依次类推，8行分别存放8个后的位置，为了简便处理，我们先将A（8,8）的初值设为1，一旦一个位置存放一个后，则其他后不能处于同一行，同一列，同一个斜线，将这些位置的数组元素的值设为0。
1.1在其中一个位置上有一后的数据处理
设第m行，n列有一个后，则根据原则，分别从八个不同的方向将对应的元素置为0。
第K个后的位置设定
假定前面:
k-1个后的位置已经确定，则第:
K个后只能放置在第K行中元素不为0的位置上。
因此只需找到这个不为0的元素A（K,J），J就是第K个后的位置。
最后一个后的位置确定
如果第8行中有元素不为0，则表明你已经找到了一种摆法，可以通过文本框text1输将文本框的ScrollBar的属性设为2-Vertivcal,Multiline属性设为true。
但是输出后还要寻找是否有其它的摆法？
如果第8行中元素均为0，则表明你的这种摆法不行，还得要尝试其它的方法，看看是否能行？
但是，如何尝试其它的摆法呢？
这就是问题的关键所在，需要我们回溯到以前的状态，重新摆放！
回溯处理
回溯到以前的状态可以用下面的算法来实现：
（1）寻找到第:
个后的位置。
（2）将当前数组6的值全部保存到另外一个数组"中，以便回溯时用到。
（3）进行%7%的数据处理。
（4）寻找下一个后的位置。
（5）不管是否找到正确摆放方法，都应当去尝试其它方法。
因此，必须再将B中的数据还原到数组A中进行回溯处理。
至此，八皇后问题的算法已基本解决，用户可以从第一个后开始，通过多重循环逐个处理，完成设计，最终得到的92种不同的算法。
2、算法改进
由于通过多重循环进行处理，8个后就需要8重循环处理，使得程序就显得很长，效率不是很高，能否通过改进程序来提高效率？
值得我们去探讨。
对数据处理的改进
根据问题的实际情况，由于后是按顺序进行处理的，因此当你处理到第K个后时，前面K-1个的位置已经确立，也就是说前面K-1行数据已经处理完毕，所以没有必要在中对向左上，向上，向右上三个方向的数据进行处理，只需要处理中其它5个方向即可。
保存数据的改进
将数组A的当前状态存放到B数组中去，以便将来回溯时使用。
由于回溯并不是回到初始状态，因此没有必要将整个数组全部保存，只需部分保存即可。
例如，你在处理第K个后时，只要将第K行到第8行数组A中的数据保存。
回溯时，只要将第K行之后的元素还原即可。
多重循环的改进
8个后，使用8重循环，而且处理的方法类同，使得我们的程序冗长，用户可以使用递归算法来缩短程序的长度。
算法如下：
（1）寻找第K个后
（2）确定第K个后的位置
（3）保存K行之后的数（$7$）
（4）进行第K个后位置确定后的数据处理
（5）K=K+1;
（6）如果K不大于8，重复
（1），进行递归处理。
如果等于8，进行
（7）处理
（7）如果找到摆法，在文本框中输出。
（8）K=K-1
（9）还原第K行后的数据，处理第K个后的其它摆法。
3、算法比较
通过改进程序算法，运行效率明显提高，其中实际运算时间提高%50，程序长度缩短%40。
三、运行界面简介
游戏开始界面：
此部分包括两部分:
（1）当游戏失败后可以进行重新开始游戏,
（2）游戏帮助信息
游戏运行界面：
很明显此游戏完成失败！
成功的完成游戏！
！
答案解答界面：
此部分包含两个模块：
运算和显示模块
此为其计算的结果，共有92中不同的结果。
选择自己希望的答案组数
以上为对应的显示的答案，从中可以看出游戏成功！
四、源程序代码
、游戏模式代码
OptionExplicit
DimSd（63）AsInteger
DimCntAsInteger
PrivateSubForm_Load（）
="八皇后游戏"
=5000
=5500
DimmAsInteger,nAsInteger
WithPicture1（0）
.Left=500
.Top=500
.Width=500
.Height=500
.BackColor=vbWhite
EndWith
'初始化，载入8*8个格
Form=0To7
Forn=0To7
Ifm=0Andn=0Thenn=1
LoadPicture1（m*8+n）
WithPicture1（m*8+n）
.Left=（n+1）*500
.Top=（m+1）*500
.Width=500
.Height=500
.BackColor=vbWhite
.Visible=True
EndWith
Next
Next
EndSub
PrivateSubhp_Click（）
MsgBox"请在下面8*8共64个方格中填入8个绿色方格"&vbCrLf&"要求这8个绿色方格两两之间不能共行或共列,也不能共斜线"&vbCrLf&Space（60）&"---xinfresh编写",vbInformation,"游戏帮助"
EndSub
PrivateSubPicture1_Click（IndexAsInteger）
IfPicture1（Index）.BackColor=vbWhiteThen'未用
Picture1（Index）.BackColor=vbGreen'该格标绿，说明已选中
Cnt=Cnt+1
=Left,5）&"已放入"&CStr（Cnt）&"个皇后"
IfCnt=8Then
MsgBox"恭喜您成功完成！
！
强人！
！
",vbInformation,"强烈恭喜！
"
CallReSt_Click
ExitSub
EndIf
ElseIfPicture1（Index）.BackColor=vbGreenThen'已选用，撤销
Picture1（Index）.BackColor=vbWhite'该格标白，说明未用
Cnt=Cnt-1
=Left,5）&"已放入"&CStr（Cnt）&"个皇后"
Else
ExitSub
EndIf
DimmAsInteger,nAsInteger,pAsInteger,qAsInteger
m=Index\8'获得当前行
n=IndexMod8'获得当前列
DimfcAsColorConstants
DimtmpaddAsInteger
IfPicture1（Index）.BackColor=vbWhiteThen
fc=vbWhite
tmpadd=-1
EndIf
IfPicture1（Index）.BackColor=vbGreenThen
fc=vbRed
tmpadd=1
EndIf
'同行变色
p=m-1
DoWhilep>=0
WithPicture1（p*8+n）
.BackColor=fc
Sd（p*8+n）=Sd（p*8+n）+tmpadd
IfSd（p*8+n）>0Then
.BackColor=vbRed
ElseIfSd（p*8+n）<0Then
Sd（p*8+n）=0
EndIf
EndWith
p=p-1
Loop
p=m+1
DoWhilep<=7
WithPicture1（p*8+n）
.BackColor=fc
Sd（p*8+n）=Sd（p*8+n）+tmpadd
IfSd（p*8+n）>0Then
.BackColor=vbRed
ElseIfSd（p*8+n）<0Then
Sd（p*8+n）=0
EndIf
EndWith
p=p+1
Loop
'同列变色
q=n-1
DoWhileq>=0
WithPicture1（m*8+q）
.BackColor=fc
Sd（m*8+q）=Sd（m*8+q）+tmpadd
IfSd（m*8+q）>0Then
.BackColor=vbRed
ElseIfSd（m*8+q）<0Then
Sd（m*8+q）=0
EndIf
EndWith
q=q-1
Loop
q=n+1
DoWhileq<=7
WithPicture1（m*8+q）
.BackColor=fc
Sd（m*8+q）=Sd（m*8+q）+tmpadd
IfSd（m*8+q）>0Then
.BackColor=vbRed
ElseIfSd（m*8+q）<0Then
Sd（m*8+q）=0
EndIf
EndWith
q=q+1
Loop
'左斜变色
p=m-1:
q=n+1
DoWhilep>=0Andq<=7
WithPicture1（p*8+q）
.BackColor=fc
Sd（p*8+q）=Sd（p*8+q）+tmpadd
IfSd（p*8+q）>0Then
.BackColor=vbRed
ElseIfSd（p*8+q）<0Then
Sd（p*8+q）=0
EndIf
EndWith
p=p-1:
q=q+1
Loop
p=m+1:
q=n-1
DoWhilep<=7Andq>=0
WithPicture1（p*8+q）
.BackColor=fc
Sd（p*8+q）=Sd（p*8+q）+tmpadd
IfSd（p*8+q）>0Then
.BackColor=vbRed
ElseIfSd（p*8+q）<0Then
Sd（p*8+q）=0
EndIf
EndWith
p=p+1:
q=q-1
Loop
'左斜变色
p=m-1:
q=n-1
DoWhilep>=0Andq>=0
WithPicture1（p*8+q）
.BackColor=fc
Sd（p*8+q）=Sd（p*8+q）+tmpadd
IfSd（p*8+q）>0Then
.BackColor=vbRed
ElseIfSd（p*8+q）<0Then
Sd（p*8+q）=0
EndIf
EndWith
p=p-1:
q=q-1
Loop
p=m+1:
q=n+1
DoWhilep<=7Andq<=7
WithPicture1（p*8+q）
.BackColor=fc
Sd（p*8+q）=Sd（p*8+q）+tmpadd
IfSd（p*8+q）>0Then
.BackColor=vbRed
ElseIfSd（p*8+q）<0Then
Sd（p*8+q）=0
EndIf
EndWith
p=p+1:
q=q+1
Loop
EndSub
PrivateSubReSt_Click（）
DimmAsInteger
Form=0To63
Picture1（m）.BackColor=vbWhite
Sd（m）=0
Next
Cnt=0
=Left,5）&"已放入"&CStr（Cnt）&"个皇后"
EndSub
、解答代码
OptionExplicit
DimCountAAsInteger
DimAnsw（）AsInteger
PrivateSubForm_Load（）
="八皇后求解"
=5000
=5500
DimmAsInteger,nAsInteger
WithPicture1（0）
.Left=500
.Top=500
.Width=500
.Height=500
.BackColor=vbWhite
EndWith
'初始化，载入8*8个格
Form=0To7
Forn=0To7
Ifm=0Andn=0Thenn=1
LoadPicture1（m*8+n）
WithPicture1（m*8+n）
.Left=（n+1）*500
.Top=（m+1）*500
.Width=500
.Height=500
.BackColor=vbWhite
.Visible=True
EndWith
Next
Next
EndSub
PrivateSubForm_Unload（CancelAsInteger）
Close
Kill&"\答案数据.txt"
EndSub
PrivateSubPicture1_Click（IndexAsInteger）
EndSub
PrivateSubStart_Click（）
'以第0行起始，起始时皇后数Cnt为0
DimCurRowAsInteger
DimCntAsInteger
DimkAsInteger,mAsInteger,nAsInteger
DimStas（7,7）AsBoolean'表示该位是否可用
CurRow=0
Cnt=0
'初始化各格状态，均为可用
Form=0To7
Forn=0To7
Stas（m,n）=True
Next
Next
CallEp（Stas,CurRow,Cnt）
ReDimAnsw（1,7,CountA-1）
'读入答案数据
Open&"\答案数据.txt"ForInputAs#1
Fork=0ToCountA-1
Form=0To7
Forn=0To1
Input#1,Answ（n,m,k）
Next
Next
Next
MsgBox"共有"&CStr（CountA）&"组答案",vbInformation,"解题完成"
EndSub
PrivateSubEp（ByRefSts（）AsBoolean,ByValSubRowAsInteger,ByValSubCntAsInteger）
DimmAsInteger,nAsInteger,kAsInteger
DimSubSts（7,7）AsBoolean
Fork=0To7
IfSts（SubRow,k）Then
IfSubCnt+1=8Then
CallOts（Sts）'已填完八个皇后，输出
CountA=CountA+1
ExitSub
EndIf
IfSubRow+1=8Then
ExitSub
EndIf
'复制状态数组
Form=0To7
Forn=0To7
SubSts（m,n）=Sts（m,n）
Next
Next
CallChgSt（SubSts,SubRow,k）'放入皇后，依皇后位置调整状态数组
CallEp（SubSts,SubRow+1,SubCnt+1）
EndIf
Next
EndSub
PrivateSubChgSt（ByRefSbsts（）AsBoolean,ByValRowAsInteger,ByValColAsInteger）'由皇后位置（Row,Col），改变状态
DimmAsInteger,nAsInteger
'行变
m=Row
DoWhilem-1>=0
m=m-1
Sbsts（m,Col）=False
Loop
m=Row
DoWhilem+1<=7
m=m+1
Sbsts（m,Col）=False
Loop
'列变
n=Col
DoWhilen-1>=0
n=n-1
Sbsts（Row,n）=False
Loop
n=Col
DoWhilen+1<=7
n=n+1
Sbsts（Row,n）=False
Loop
'左上右下斜
m=Row:
n=Col
DoWhilem-1>=0Andn-1>=0
m=m-1:
n=n-1
Sbsts（m,n）=False
Loop
m=Row:
n=Col
DoWhilem+1<=7Andn+1<=7
m=m+1:
n=n+1
Sbsts（m,n）=False
Loop
'左下右上斜
m=Row:
n=Col
DoWhilem-1>=0Andn+1<=7
m=m-1:
n=n+1
Sbsts（m,n）=False
Loop
m=Row:
n=Col
DoWhilem+1<=7Andn-1>=0
m=m+1:
n=n-1
Sbsts（m,n）=False
Loop
EndSub
PrivateSubOts（ByRefGetSts（）AsBoolean）
DimmAsInteger,nAsInteger
Open&"\答案数据.txt"ForAppendAs#1
Form=0To7
Forn=0To7
IfGetSts（m,n）Then
Write#1,m,n
EndIf
Next
Next
Close#1
EndSub
PrivateSubSw_Click（）
DimkAsInteger,mAsInteger,nAsInteger
k=Val（InputBox（"显示第几组答案?
（1~92）","选择答案号","1"））
Ifk<1Ork>92OrInt（k）<>kThen
MsgBox"组号不对!
",vbCritical,"Error"
ExitSub
EndIf
Form=0To7
Forn=0To7
Picture1（m*8+n）.BackColor=vbRed
Next
Next
Forn=0To7
Picture1（Answ（0,n,k-1）*8+Answ（1,n,k-1））.BackColor=vbGreen
N
升级会员 