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四階幻方(資訊保安演算法設計實驗)

資訊保安演算法設計的實驗之一

//#include"stdafx.h"
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <algorithm>
#include<iostream>
#include<math.h>
#define temp 34
using namespace std;
int n;
int b[16];
int a[4][4];
int sum = 0;

int judge()//因為行和列之前都已經判斷過了,所以只需判斷對角線
{
	int t(0);
	for (int i = 0; i < 4; i++)//左上-右下對角線
		t += a[i][i];
	if (t != temp)return 0;

	t = 0;
	for (int i = 3; i >= 0; i--)//左下-右上對角線
		t += a[3 - i][i];
	if (t != temp)return 0;
	return 1;
}
int checkrow(int x)
{                //判斷行
	int i;
	int num = 0;
	for (i = 0; i<4; i++)
	{
		num += a[x][i];
	}
	if (num != temp)
		return 0;
	return 1;
}
int checkcolomn(int x)
{                     //判斷列
	int i;
	int num = 0;
	for (i = 0; i<4; i++)
	{
		num += a[i][x];
	}
	if (num != temp)
		return 0;
	return 1;
}

void permute(int x)
{
	int i, j;
	if (x % 4 == 0 && x != 0)//如果已經填完一行
	{
		if (!checkrow((x - 1) / 4))//檢查行
			return;
	}
	if (x == 13 || x == 14 || x == 15 || x == 16)//如果填完了一列
	{
		if (!checkcolomn((x - 1) % 4))//檢查列
			return;
	}
	if (x == 16)//如果整個矩陣已填完
	{
		if (judge())
		{
			for (int i = 0; i<4; i++)
			{
				for (int j = 0; j<4; j++)
					cout << a[i][j] << ' ';
				cout << endl;
			}
			cout << endl;
			system("pause");
			exit(0);//老師要求只要找到一種情況就退出
			sum++;
		}
		return;
	}
	for (i = 0; i<16; i++)
	{
		if (!b[i])//如果i這個數字沒有使用過
		{
			b[i] = 1;
			a[x / 4][x % 4] = (i + 1);//a[x / 4][x % 4] 將16個數的排列變為矩陣的座標格式
			permute(x + 1);//繼續搜下一個
			b[i] = 0;//回溯,將該數字標記回未填過
		}
	}
}
int main()
{
	memset(b, 0, sizeof(b));
	permute(0);
	printf("%d\n", sum);
	system("pause");
	return 0;
}