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Édition du: 02/04/2024

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Périple – Historique, Théorie et Programmation

 

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PÉRIPLE du CAVALIER 

Historique, Théorie et Programmation

 

Le périple du cavalier sur un échiquier classique a été étudié par de très nombreux savants et amateurs. Euler, encore lui, fut un précurseur pour établir les lois de composition de tels parcours. Ce problème du cavalier est un sujet classique de l'apprentissage de la programmation.

  

 

Sommaire de cette page

>>> Théorie

>>> Programmation

>>> Historique

 

Débutants

Nombres

 

Glossaire

Nombres

 Anglais: The move of a chess knight, knight's tour / The knight tour problem

  

Environnement

 

Théorie

haut

 

Le périple du cavalier fait partie des problèmes de trajet  hamiltonien sur un graphe: chaque sommet est visité et cela une seule fois.

 

Si le trajet est fermé, on a un cycle hamiltonien. Alors c'est un problème semblable à celui du voyageur de commerce.

 

La résolution de ces problèmes est complexe, du type NP-complet. Cependant, le périple du cavalier peut être résolu en un temps linéaire.

 

 

 

Programmation – Trois méthodes principales

haut

 

Directe, bestiale ou force-brute

Analyse de chacune des possibilités pour chaque case atteinte.

Impossible dès que la taille de l'échiquier augmente.

Symétries

Le processus peut être un peu accéléré en cherchant unes solution symétrique en effectuant, pour chaque mouvement, les mouvements symétriques et en essayant de les raccorder à la fin.

Boucles

Le procédé consiste à construire de petites boucles et à les réunir. Pour cela on ouvre deux bouches à des endroits proches qui peuvent se raccorder par deux mouvements de cavaliers.

Algorithmes

Plusieurs algorithmes permettent de minimiser les recherches. Par exemple, tenir à jour la liste des cases non visitées qui permettraient d'accéder à une case non visitée.

 

Règle de Warndorf

Le cavalier est déplacé de manière à se diriger toujours vers la case à partir de laquelle il aura le moins de mouvements en avant.

Lors du calcul du nombre de déplacements en avant pour chaque case candidate, nous ne comptons pas les déplacements qui revisitent une case déjà visitée.

Il est possible d'avoir deux choix ou plus pour lesquels le nombre de coups en avant est égal ; il existe diverses méthodes pour briser de tels liens, dont une conçue par Pohl et une autre par Squirrel et Cull.

Cette méthode heuristique est capable de trouver une solution en temps linéaire.

Un tel programme a été écrit par Gordon Horsington et publié en 1984 dans le livre Century/Acorn User Book of Computer Puzzles.

 

Réseaux de neurones

Tout mouvement possible est représenté par un neurone. Chacun d'eux est initialisé au hasard dans une position active ou inactive.

En fonctionnement chacun des neurones réagit en fonction de l'état de ses voisins et selon des règles programmées.

En principe, le réseau converge vers une solution. Ce qui est le cas lorsque, à une nouvelle étape, aucun des neurones n'est amené à changer.

 

 

(Très) Bref historique

haut

Inde

Première occurrence dans un traité d'ornement poétique indien, le Kavyalankara du poète Rudrata.

840

Al-Adli ar-Rumi donne une solution pour l'échiquier 8×8.

Xe siècle

Parcours de l'intégralité d'un demi-échiquier de 32 cases a été trouvée dans un manuscrit en Inde

1141

Quatre poèmes de 64 vers dont chacun est associé aux coordonnées d'une case de l'échiquier connus dans le monde arabo-musulman.

XIVe siècle

Manuscrit anglo-normand: parcours ouvert dont le but est d'amener le cavalier d'un coin à un autre.

XVIIe siècle

Encyclopédie indienne: exemple de parcours fermé sur un échiquier de 64 cases.

Charles Monneron rapporte d'Inde une solution avec départ et arrivée accolés

XVIIIe siècle

Martin Grandin cite la solution de Pierre Rémond de Montmort et les deux  solutions obtenues par Abraham de Moivre et par de Mairan.

1759

Publié en 1766

Euler étudie le périple du cavalier et propose la solution de divers problèmes comme comment obtenir un trajet complet à partir de trajets partiels (suggéré par L.Bertrand). Il propose 54 périples dont 9 sont fermés ou réentrants comme disait Euler.

Sa publication à l'Académie Royale: Solution d'une question curieuse qui ne paroit soumise a aucune analyse.

XIXe siècle

Rajah Krishnaraja Wadiyar III : un des premiers parcours du type carré magique

1888

Tentatives de carré magiques, en fait, semi-magique (hors diagonales). 83 tels parcours (dont 27 fermés) ont été déposés au Conservatoire National des Arts et Métiers.

2003 – J. C. Meyrignac et Guenter Stertenbrink

Recherche exhaustive (62 jours de calculs): sur un échiquier il existe en tout 140 parcours différents formant des carrés semi-magiques.

Le périple complètement magique est cependant possible sur des échiquiers 4k × 4k pour k>2.

Voir Historique (très) complet

 

 

 

 

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*      Solitaire

Site

*      Problème du cavalier – Wikipédia

*      Problème du tour du cavalier – Gaëtan Bayle des Courchamps

*      Le problème du cavalier – JP Zanotti – 2018

*      Knight's tour – Wikipedia

*      Knight's Tour Notes Compiled by George Jelliss © 2000 – 2023

*      There Are No Magic Knight's Tours on the Chessboard

*      By Eric W. Weisstein

*      Knight's Tour Challenge Jouer au parcours du cavalier sur un échiquier

*      The Knight’s tour problem | Backtracking-1 – Geeksfor Geeks – Programmation Python, C++, Java

*      OEIS A001230 – Number of undirected closed knight's tours on a 2n X 2n chessboard

*      Knight's tour – Rosetta code – Programmation du périple du cavalier dans une très grande variété de langage dont Python

*      Knight's Tour – Dr. Yury Zavarovsky – Programmation Maple

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http://villemin.gerard.free.fr/Puzzle/EchecCa7.htm