《八皇后演示软件》设计文档Word文档格式.docx

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1.3定义

专门术语

原文

涵义

queen

皇后

flag

标示

count

计数

FindQueen

Findqueen

找皇后

OutAlgorithm

Outalgorithm

输入算法

2任务概述

2.1需求分析

在初始状态下在国际象棋上没有任何棋子。

然后顺序在第1行，第2行，…，第8行上布放棋子。

在每一行中有8个可选择位置，但在任一时刻，棋盘的合法布局都必须满足3个限制条件：

即任何两个棋子不得放在棋盘上的同一行、或者同一列、或者同一斜线上。

用回溯法。

在第n行第j列安放一个棋子时，需要记录在行方向、列方向、正斜线方向、反斜线方向的安放状态，若当前布局合法，可向下一行递规求解，否则可移走这个棋子，回复安放此棋子前的状态，试探本行的j＋1列。

2.2概要设计

首先定义一个递归找全部解的递归函数FindQueen（inti），设有一个参数i，表示在1至i-1行都已有皇后合理放置的情况下，寻找第i行的合理放置。

在i行上，有8种可能的放置，列j顺次选择第1列、第2列……直至第8列。

当i行j列的放置是合理的时候，就设置与i行j列相对应的列、斜线有皇后的标志并输出皇后，并在i=7（i从0开始计算）的情况下，看皇后位置是否合适，合适则弹出对话框,并把标记flag置为1；

否则递归调用FindQueen（i+1），在第i+1行上寻找合理的放置。

一列试探结束，再试探下一列之前，清除已设置的与i行j列相对应的列、斜线有皇后的标志，让j增加1，在下一列寻找解。

要关心的是一个皇后是否已经合理的沿着每一行、每一列的斜线安置。

因此在每一列上恰好安置一个皇后，引入一个数组queen[]，queen[i]记录第i行皇后的列的位置j。

另外，为了使程序在检查皇后放置的合理性

方面简易方便，引入以下三个工作数组（k仅代表其中一个元素）：

●数组mk[]，mk[k]=1表示第k列上有皇后；

●数组lk[]，lk[k]=1表示第k条主对角线上有皇后；

●数组rk[]，rk[k]=1表示第k条反对角线上有皇后；

棋盘中的行与列有如下规律：

同一条主对角线上的方格，它们的行号与列号之间的关系：

i-j+7均相等；

同一条反对角线上的方格，它们的行号与列号之间的关系：

i+j均相等。

初始化时，所有行和斜线上均没有皇后。

在第i行的j列方格放置一个合理的皇后后，准备考察第i+1行时,应在数组mk[]，lk[]，rk[]中为第i行、第j列的方格设定有皇后的标志；

如果前次的皇后放置导致后面的放置无论如何都不能满足要求，则回溯，重置，这时，应先清除原先在数组mk[]，lk[]，rk[]中设置的关于第i行、第j列有皇后的标志；

一个皇后在第i行、第j列方格内放置是合理的，由数组mk[]，lk[]，rk[]对应位置都没有皇后来确定。

2.3运行环境

本程序在MicrosoftVisualStudio2008环境下写成，可直接通过EXE文件直接运行。

3需求

3.1功能需求

功能类别

功能类型名称、标识符

描述

八皇后类

保护成员queen[8]

queen[i]表示第i行皇后的列的位置

保护成员flag

用来做标记

保护成员mk[8],rk[15],lk[15];

用于存放判断皇后位置后变量存放

公有成员函数C八皇后View（）

用于构造八皇后视图函数并初始化

公有成员函数CBrushmy_brush

构造一个矩形画刷，将一个Bit图背景刷到框里

公有成员函数FindQueen（inti）

通过算法为八皇后定位

公有成员函数Onput（intqueen[]）

找到皇后位置后输出皇后

公有成员函数OnDraw（CDC*pDC）

显示棋盘在窗口中，并重写以绘制该视图

公有成员函数afx_msgvoidOnFileNew（）

建立一个响应，通过点击开始键实现摆皇后启动

3.2性能需求

3.2.1数据精确度

【说明对该软件的输入、输出数据精度的要求，可能包括传输过程中的精度。

如无此要求，可省略。

】

3.2.2时间特性要求

【说明对于该软件的时间特性要求，如对响应时间、更新处理时间、数据的转换和传送时间、解题时间等的要求。

说明软件支持的终端数和应支持的并行操作的用户数。

4总体设计

4.1基本设计概念和处理流程

4.11FindQueen（）流程图

4.12Onput（）流程图

5类设计

classC八皇后View:

publicCView

{

protected:

//仅从序列化创建

C八皇后View（）;

public:

//属性

C八皇后Doc*GetDocument（）const;

intqueen[8],flag;

//queen[i]表示第i行皇后的列的位置

intmk[8],rk[15],lk[15];

//标记

CBrushmy_brush;

//笔刷

intcount;

//计数

private:

CFontm_newfont,*m_oldfont;

//字体对象

//操作

voidFindQueen（inti）;

//查找皇后位置

voidOnput（intqueen[]）;

//输入皇后

voidOutAlgorithm（CDC*pDC）;

//输出算法

//重写

virtualvoidOnDraw（CDC*pDC）;

//重写以绘制该视图

//实现

virtual~C八皇后View（）;

//生成的消息映射函数

afx_msgvoidOn32771（）;

//开始，在窗口单击以实现查找皇后

};

6数据结构设计

6.1逻辑结构设计

类图：

八皇后

#CFontm_newfont,*m_oldfont;

+intqueen[8],flag,count;

//queen[i]表示第i行皇后的列位置

+intmk[8],rk[15],lk[15];

+C八皇后Doc*GetDocument（）const;

//构造函数

+virtual~C八皇后View（）;

//析构函数

+CBrushmy_brush;

//构造刷子

+voidFindQueen（inti）;

+voidOnput（intqueen[]）;

//输出皇后

+virtualvoidOnDraw（CDC*pDC）;

+afx_msgvoidOn32771（）;

6.1.1表汇总

模块名称

功能说明

构造函数

为函数初始化

析构函数

释放数据，空间

查找皇后函数

通过算法查找出皇后位置

输出皇后函数

在相应皇后位置输入皇后

重绘

实现棋盘和算法的重绘视图

消息处理函数

通过单击窗口中相应按钮实现启动摆皇后

7模块设计

7.1

构造函数C八皇后View（）

功能描述

初始化queen[]，count，flag，笔刷

接口与属性

数据结构

与算法

C八皇后View:

:

C八皇后View（）

CBitmapbmp;

bmp.LoadMappedBitmap（IDB_BITMAP1）;

my_brush.CreatePatternBrush（&

bmp）;

count=0;

inti;

flag=0;

for（i=0;

i<

=7;

i++）

{

mk[i]=0;

queen[i]=-1;

}

=14;

rk[i]=0;

lk[i]=0;

}

补充说明

7.2

消息处理程序On32771（）

通过在窗口单击开始进入该函数，实现启动定位皇后和摆放皇后

voidC八皇后View:

On32771（）

FindQueen（0）;

if（flag==1）

AfxGetMainWnd（）->

SendMessage（WM_CLOSE）;

//结束项目

7.3

查找皇后FindQueen（inti）

通过递归查找全部解的算法查找皇后位置

传入0值开始重头开始查找

FindQueen（inti）

for（intj=0;

j<

8;

j++）

{

if（mk[j]==0&

&

rk[i+j]==0&

lk[7+i-j]==0）//如无冲突

queen[i]=j;

//记录第i行皇后的列的位置j

rk[i+j]=1;

//标记，下一次该反对角线上不能放皇后

mk[j]=1;

//标记，下一次该列上不能放皇后

lk[8-1+i-j]=1;

//标记，下一次该主对角线上不能放皇后

Sleep（100）;

Onput（queen）;

//摆放皇后

if（i==7）

STOPdl;

count++;

//计数

//MessageBox（_T（"

总共种摆法！

"

））;

if（dl.DoModal（）==IDOK）//弹出对话框

else

flag=1;

break;

FindQueen（i+1）;

//递归

if（flag==1）

//如果前次的皇后放置导致后面的放置无论如何都不能满足要求，则回溯，重置

rk[i+j]=0;

lk[8-1+i-j]=0;

mk[j]=0;

if（count==92）//当计数为92时，弹出MessageBox

Sleep（1000）;

MessageBox（_T（"

exit（0）;

7.4

输出皇后Onput（）

每次调用输入皇后并调用OnDraw（）重绘棋盘

传入queen[]

Onput（intqueen[]）

{

CDC*pDC=GetDC（）;

CBitmapbitmap;

bitmap.LoadBitmap（IDB_BITMAP2）;

CDCdeMemory;

deMemory.CreateCompatibleDC（pDC）;

CBitmap*poldBitmap=deMemory.SelectObject（&

bitmap）;

OnDraw（pDC）;

//重绘棋盘

inti;

for（i=0;

{

if（queen[i]!

=-1）

if（queen[i]==0）

pDC->

StretchBlt（（i+1）*60,1*60,60,60,&

deMemory,0,0,60,60,SRCCOPY）;

else

StretchBlt（（i+1）*60,（queen[i]+1）*60,60,60,&

}

deMemory.SelectObject（poldBitmap）;

7.5

重写绘制视图OnDraw（）

重写以绘制该视图，输出背景图和棋盘

传入CDC*pDC

OnDraw（CDC*pDC）

C八皇后Doc*pDoc=GetDocument（）;

ASSERT_VALID（pDoc）;

if（!

pDoc）

return;

//刷背景图

CRectrect;

GetClientRect（rect）;

///取得客户区域

pDC->

FillRect（rect,&

my_brush）;

///用背景画刷填充区域

//画棋盘

CBrushbrush1;

brush1.CreateSolidBrush（RGB（0,0,0））;

//黑色画笔

CBrushbrush2;

brush2.CreateSolidBrush（RGB（200,200,200））;

//灰色画笔

for（inti=1;

9;

for（intj=1;

j++）

CRectrc（i*60,j*60,i*60+60,j*60+60）;

if（（i+j）%2==0）

FillRect（rc,&

brush1）;

brush2）;

//在窗口中显示算法

m_oldfont=pDC->

SelectObject（&

m_newfont）;

TextOut（580,50,_T（"

算法:

）,strlen（"

SelectObject（m_oldfont）;

TextOut（580,70,_T（"

voidFindQueen（inti）{"

TextOut（580,90,_T（"

for（intj=0;

j<

8;

j++）{"

TextOut（580,110,_T（"

mk[j]&

!

rk[i+j]&

lk[7+i-j]）{//判断是否符合放入皇后的条件"

TextOut（580,130,_T（"

queen[i]=j;

//记录第i行皇后的列的位置j"

TextOut（580,150,_T（"

rk[i+j]=TRUE;

//记录从右上到左下的斜线上有皇后"

//记录从右上到左下的斜线上有皇后"

TextOut（580,170,_T（"

mk[j]=TRUE;

//记录第j列有皇后"

TextOut（580,190,_T（"

lk[8-1+i-j]=TRUE;

//记录从左上到右下的斜线上有皇后"

TextOut（580,210,_T（"

if（i==7）"

if（i==7）"

TextOut（580,230,_T（"

OnPut（）;

//输出摆放的方法"

//输出摆放的方法"

TextOut（580,250,_T（"

else"

TextOut（580,270,_T（"

FindQueen（i+1）;

//递归调用"

TextOut（580,290,_T（"

queen[i]=-1;

"

TextOut（580,310,_T（"

rk[i+j]=FALSE;

TextOut（580,330,_T（"

lk[i+8-1-j]=FALSE;

TextOut（580,350,_T（"

mk[j]=FALSE;

TextOut（580,370,_T（"

}"

TextOut（580,390,_T（"

TextOut（580,410,_T（"

}"

7接口设计

7.1外部接口

单击窗口中的开始键，使棋子摆放开始。

7.2内部接口

1.通过消息处理程序开始整个程序，先调用FindQueen（）；

2.FindQueen（）在算法中调用Onput（）实现皇后摆放；

3.Onput（）中又调用OnDraw（）实现棋盘重绘；

4.在FindQueen（）不断递归调用，最终将所有结果找出。

8使用说明

8.1安装与初始化

【一步一步地说明为使用本软件而需要进行的安装与初始化过程，包括程序的存载形式，安装与初始化过程中的全部操作命令，系统对这些命令的反应与答复，表征安装工作完成的测试实例等。

如果有的话，还应说明安装过程中所需用到的专用软件。

8.2软件主要功能的使用说明

【对软件主要功能的操作和输入输出做简要的说明】

9设计小结

通过本次课程设计，我运用到了很多C++课本中的知识，特别是此次实训强调的类的运用。

使我们慢慢培养面向对象的设计思想，并且学习了MicrosoftVisualStudio2008中MFC可视化的常规运用，是我们在实践中慢慢积累经验。

程序采用可视化界面，易于操作，对于用户可以可选择行进行操作。

10测试用例