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八皇后问题的几种简便解法
阅读量:282 次
发布时间:2019-03-01

本文共 1388 字,大约阅读时间需要 4 分钟。

八皇后问题是最经典的搜索回溯问题之一,涉及在8x8的棋盘上放置八个皇后,使其既不在同一行也不在同一列(包括对角线)。以下将介绍两种解法:基于递归的解法以及基于回溯的优化解法。

基于递归的解法

在递归解法中,我们使用一个数组c来记录每个皇后的位置。c[i]表示第i行的皇后所在的列号。由于每个皇后必须放在不同的行上,我们只需确保每列也没有重复即可。

递归函数的逻辑如下:

  • 从当前行i和当前列j开始尝试放置皇后。
  • 如果当前位置已经放置了皇后且满足条件,则递归进入下一行i+1
  • 如果当前位置不满足条件,则尝试下一列j+1
  • 当递归到第8行时,表示找到了一种可行的放置方式,调用print函数输出结果。
  • 不满足条件时,回溯到上一行,清除已尝试的列号,继续寻找下一个可能的位置。
  • 基于回溯的优化解法

    另一种方法是改进的搜索回溯法,其核心思想是将问题转化为树形结构,通过递归调用来逐步深入搜索可能的解。

    递归函数的逻辑如下:

  • 如果当前行已到达第8行,调用print函数输出当前的皇后放置情况。
  • 否则,尝试在当前行的当前列和之后的所有列中放置皇后。
  • 每次放置皇后后,需要检查该皇后是否与之前放置的皇后在同一列或对角线上。
  • 如果放置有效,则进入下一行的递归调用。
  • 如果放置无效,则回溯,清除当前行的已尝试列号,重新尝试下一个列号。
  • 这种方法相比传统递归方法效率更高,主要通过回溯清除不可能的位置,减少了不必要的计算。

    代码示例

    #include 
    using namespace std;int n = 8;int c[10]; // 存储每行的列号int cnt = 0; // 统计解的数量void print() { cnt++; for (int i = 0; i < n; i++) { if (c[i] != 0) { cout << c[i] << " "; } else { cout << "0 "; } } cout << endl;}
    #include 
    using namespace std;int a[9] = {0}; // 行标记bool b[9] = {false}; // 是否有效int c[17] = {0}; // 列标记int d[17] = {0}; // 对角线标记int sum = 0; // 总数void print() { sum++; for (int i = 1; i <= 8; i++) { for (int j = 1; j <= 8; j++) { if (a[i] == j) { cout << "1 "; } else { cout << "0 "; } } cout << endl; }}

    总结

    八皇后问题通过递归或回溯算法可以高效解决。两种方法的核心思想都是通过系统地尝试和回溯,逐步构建满足条件的解。理解这些算法对于掌握回溯搜索技巧非常重要,是解决许多类似组合优化问题的基础。

    转载地址:http://kgoo.baihongyu.com/

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