雷数限定且场地足够大的情况下,显然,只需考虑避免贴边和相邻,在此原则下任意摆放即可。
此时分数=雷数*8。
限定场地尺寸但雷数不限的情况下,首先考虑保持「雷数*8」前提下最大化雷数的摆放,即水平/竖直都是隔一格放一个雷。以5x5的奇数正方形情况为例,首先放4颗如图1(分数=32):
1 1 2 1 1 1 X 2 X 1 2 2 4 2 2 = 32分 1 X 2 X 1 1 1 2 1 1
此时再增加新雷就要看位置了。上图中角落1分位置和边上2分位置每个新雷可以赚1分,且互不干涉。如此增加8个雷则增加8分(分数=40)。另外,中心的4分位置虽然摆不摆新雷都是平手,但如果这里摆上以后,最开始的4个雷就又变成可以去除的状态了。
于是我们得到了3种40分的方案——第三版本质上其实还是隔一格放一个。
X 3 X 3 X X 3 X 3 X X 2 X 2 X 3 X 3 X 3 3 X 4 X 3 2 4 2 4 2 X 3 4 3 X 同 X 4 X 4 X 同 X 2 X 2 X = 40分 3 X 3 X 3 3 X 4 X 3 2 4 2 4 2 X 3 X 3 X X 3 X 3 X X 2 X 2 X
但这些并不是最优解。
首先重新看图1,显然还有更赚的位置,即边上的1分位置(每个新雷赚3分)和中场的2分位置(每个新雷赚4分)。以该原则填满两列增加6个雷可以增加20分(分数=52)。
另外,图2中的第三版也有优化空间。边上的2分位置每个新雷可以赚1分;中场的2分位置和上面一样也是每个新雷则可以赚4分。增加6个雷填满三列后,总分也是52。不过使用的雷数比上面更多一些。
这两种方案其实意思是一样的,因为贴边的空格列只和一列雷相邻,它的分数是中间空格列的一半。在奇数列正方形的情况下,总是可以发展成这两个流派。
2 X 4 X 2 X 4 X 4 X 3 X 6 X 3 X 6 X 6 X 3 X 6 X 3 或 X 6 X 6 X = 52分 3 X 6 X 3 X 6 X 6 X 2 X 4 X 2 X 4 X 4 X
到这里为止,应该就是极限了。虽然我也没有从数学上严格证明这就是最优解,但至少它发展到了一个无法改进、也无法平等置换的局面。
每一个雷都无法去掉,因为你去掉一个雷时,获得的分数=它原本相邻的雷数;失去的分数=它原本相邻的空格数。
显然,上面所有的雷都是邻居空格比雷多的状态。
同理,你也不能再摆新雷上去,因为每个空格填上新雷时,获得的分数=它原本相邻的空格数;失去的分数=它原本相邻的雷数。
显然,上面所有的空格也都是邻居雷比空格多的状态。
下面我们扩展到5x7,再看一下长方形行列不对称的情况。结果是左图78分,右图76分。所以推论是,布雷的列应该沿着短边排:
X 4 X 4 X 4 X X X X X X X X X 6 X 6 X 6 X = 78分 4 6 6 6 6 6 4 X 6 X 6 X 6 X 大于 X X X X X X X X 6 X 6 X 6 X 76分 = 4 6 6 6 6 6 4 X 4 X 4 X 4 X X X X X X X X
奇数x偶数(以4x5为例)的情况也是类似的:
X 4 X 4 X X X X X X X 6 X 6 X = 40分 4 6 6 6 4 X 6 X 6 X 大于 X X X X X X 4 X 4 X 39分 = 2 3 3 3 2
偶数x偶数(以4x6为例)依然是这个样子:
X 4 X 4 X 2 X X X X X X X 6 X 6 X 3 = 50分 4 6 6 6 6 4 X 6 X 6 X 3 大于 X X X X X X X 4 X 4 X 2 48分 = 2 3 3 3 3 2
原理也很简单。稍微计算一下就知道:
列数 = (A边长 - 1) / 2。贴边的算半列,因此当该边长为偶数时依然有效。
行数 = B边长。
分数
= 列数 * (行数 * 6 - 4)
= ((A - 1) / 2) * (B * 6 - 4)
= 3AB - 3B - 2A + 2。
显然,当A和B可以互换时,令B < A时,分数会较高一些。
结论,场地为矩形、限定场地尺寸但雷数不限时,分数最高的解法为:贴着短边一条线摆满雷,然后隔一条线空格、摆一条线雷,如此铺满。
受@黄21 的染色法启发,稍微重新想了一下这个问题。题主的扫雷规则本质上可以理解成:用连线表示横竖斜相邻的格子关系,每一对同色(双方都是雷,或者都是空格)格子不得分,异色得1分。
对于宽为A高的B矩形场地,显然,线段数遵循这几个式子:
横:(A - 1) * B
竖:(B - 1) * A
斜:(A - 1) * (B - 1) * 2
线段总数为上述三者之和,即 4AB - 3A - 3B + 2。
条纹分布策略相当于是令竖向的线段全部不得分,其余全部得分。其结果就是前面说的3AB - 3B - 2A +2。
以上简易思考,不严谨。等数学家打脸。