八皇后问题

八皇后问题:在8*8的棋盘上放置8个皇后,保证任意两个皇后之间不能相互攻击。(即没有两个皇后是在同一行、同一类、或者同一对角线上)

  1. 计算出8皇后或者N皇后可能的所有摆放结果。其中8皇后共计有92种不同的解。
  2. 打印显示出来其中的一种摆放结果或者所有的结果。

1. 回溯法:

回溯法:即试探法,系统的搜索所有解的方法。具体思想:从一条路往前走,能进则进,不能进则退出来,换条路再走。解决八皇后问题的经典算法。

伪代码如下:

  1. 将棋盘存到一个N*N的矩阵中(8*8),二维数组。
  2. 算法开始,清空棋盘,当前行设为第一行,当前列设为第一列。
  3. 在当前行当前列的位置是否满足条件:经过这一点的行、列、以及两条斜线上没有其他皇后。若满足:转到步骤4;若不满足,转到步骤5。
  4. 满足步骤3的条件:在当前位置放置一个皇后,分以下情况:
  1. 若当前行不是最后一行,当前行设为下一行, 当前列设为当前行的第一个待测位置(不一定是第一个位置);转到步骤3。
  2. 如果是最后一行,记录下这个解。记录之后,若当前不是最后一列,当前列设为下一列;若当前列是最后一列,即最后一列,回溯,清空当前行,然后当前行设为上一行,当前列设为当前行的下一个待测位置。
  1. 不满足步骤3的条件,分以下情况:
  1. 如果当前列不是最后一列,当前列设为下一列,继续步骤3。
  2. 如果当前列是最后一列,回溯,即,若当前行已经是第一行了,算法退出,否则,清空当前行及以下各行的棋盘,然后,当前行设为上一行,继续步骤5。

算法改进:把棋盘存储为一个二维数组,然后需要在第i行第j列放置皇后时,根据问题的描述,首先判断是在第i行是否有皇后,由于每行只有一个皇后,这个判断也可以省略,然后判断第j列是否有皇后,这个也很简单,最后需要判断在同一斜线上是否有皇后,按照该方法需要判断两次,正对角线方向和负对角线方向。相对较为复杂。
若把棋盘存储为一个N维数组q[N],数组中第i个元素的值代表第i行的皇后所在列的位置,这样便可以把问题的空间规模压缩为一维O(N),在判断是否冲突时也很简单,首先每行只有一个皇后,且在数组中只占据一个元素的位置,行冲突就不存在了,其次是列冲突,判断一下是否有a[i]与当前要放置皇后的列j相等即可。至于斜线冲突,通过观察可以发现所有在斜线上冲突的皇后的位置都有规律即它们所在的行列互减的绝对值相等,即| row – i | = | col – a[i] | 。这样某个位置是否可以放置皇后的问题已经解决。

1. 递归实现

代码如下

//八皇后问题解法
public class Queen {
      static int count=0;  //统计解的个数
      static int N = 8;      //皇后个数:8
      static int [] q = new int[N];  
//大小为8的数组:数组下标表示:row,数组[i]对应内容:col。
      public static void print()
      {//打印解的坐标位置及图像
          for(int i=0;i<N;i++)
              System.out.println(i+" "+q[i]);
          for(int i=0;i<N;i++)
          {
              System.out.print("|");
              for(int j=0;j<N;j++)
              {
                  if(j==q[i])
                      System.out.print("Q|");
                  else
                      System.out.print(" |");
              }
              System.out.println();
          }
      }
      public static boolean canPlace(int i,int j)
      {//判断坐标(i,j)处是否可以放置皇后
          for(int k=0;k<i;k++)
          {
              if(q[k]==j||Math.abs(i-k)==Math.abs(j-q[k]))
                  return false;
          }
          return true;
      }
    public static void queen(int row)
    {//递归,从第row行开始循环每一列
        if(row==N)
        {
            count++;
            if(count==1)
            print();
        }
        else
        {
            for(int j=0;j<N;j++)
            {
                if(canPlace(row,j))
                {
                    q[row]=j;
                    queen(row+1);
                }
            }
        }
    }
  public static void main(String[] args) {
      for(int i=0;i<N;i++)  //初始化
      { q[i]=-1;}
      queen(0);
      System.out.println(count);
}
}
2. 非递归实现
public class Queen {
    static int N=8;
    static int[]q=new int[N];
    static int count=0;
     public static void print()
      {
          for(int i=0;i<N;i++)
              System.out.println(i+" "+q[i]);
          for(int i=0;i<N;i++)
          {
              System.out.print("|");
              for(int j=0;j<N;j++)
              {
                  if(j==q[i])
                      System.out.print("Q|");
                  else
                      System.out.print(" |");
              }
              System.out.println();
          }
      }
      public static boolean canPlace(int i,int j)
      {
          for(int k=0;k<i;k++)
          {
              if(q[k]==j||Math.abs(i-k)==Math.abs(j-q[k]))
                  return false;
          }
          return true;
      }
    public static void queen()
    { 
        int row=0,col=0;
        while(row<N)
        {
            while(col<N)
            {
                if(canPlace(row,col))
                {
                    q[row]=col;
                    col=0;
                    break;
                }
                else
                {
                    ++col;
                }
            }
            if(col==N)//q[row]==-1
            {
                if(row==0)
                    break;
                else
                {
                    --row;
                    col=q[row]+1;
                    q[row]=-1;  //把上一行皇后的位置清除,重新探测
                    continue;
                }
            }
            if(row==N-1)
            {
                count++;
                if(count==1)
                    print();
                col=q[row]+1;
                q[row]=-1;
                continue;
            }
            ++row;
        }
    }
  public static void main(String[] args) {
    for(int i=0;i<N;i++)//初始化
       q[i]=-1;
    queen();
    System.out.println(count);
}
}
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 218,036评论 6 506
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 93,046评论 3 395
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 164,411评论 0 354
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,622评论 1 293
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,661评论 6 392
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,521评论 1 304
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,288评论 3 418
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,200评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,644评论 1 314
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,837评论 3 336
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,953评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,673评论 5 346
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,281评论 3 329
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,889评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 33,011评论 1 269
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 48,119评论 3 370
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,901评论 2 355

推荐阅读更多精彩内容

  • 八皇后问题问题描述:八皇后问题,是一个古老而著名的问题,是回溯算法的典型案例。该问题是国际西洋棋棋手马克斯·贝瑟尔...
    药药耀耀阅读 2,076评论 0 0
  • 问题描述: 八皇后问题,是一个古老而著名的问题,是回溯算法的典型案例:在8X8格的国际象棋棋盘上摆放八个皇后,使其...
    HeartGo阅读 406评论 0 3
  • 问题描述 会下国际象棋的人都很清楚:皇后可以在横、竖、斜线上不限步数地吃掉其他棋子。如何将8个皇后放在棋盘上(有8...
    指尖极光阅读 1,001评论 0 0
  • 白殊晏:亲爱的,又是一个愉快的周末,远在大洋彼岸的你正在干什么呢?最近忙着各种学校的事情,鉴于之前脑残的一下子选了...
    Wonderland阅读 211评论 0 1
  • ​这是奇小娜每天一篇原创文章的第31篇 一直把自己定义为“文艺女青年在创业”,听起来挺别致的调调,但是仔细一咂摸,...
    奇小娜阅读 784评论 0 51