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深度優先演算法解決“八皇后問題”

        “八皇后問題”的相關介紹,見 http://baike.baidu.com/view/698719.htm 。百度百科也給出了此問題的多種語言的求解。此處給出一個 C++ 語言的版本,可以求解“n 皇后問題”。求解方法為深度優先(Depth First Search, DFS)演算法。

#include <iostream>
#include <cmath>

using namespace std;

//輸出所有皇后的座標
void show(int *queen, int max, int& sum)
{
    int i = 0;
    while(true) {
        cout << "(" << i << "," << queen[i] << ")";
        if(++i != max) {
            cout << " ";
        } else {
            cout << endl;
            break;
        }
    }
    ++sum;
}

//檢查當前列能否放置皇后
bool check(int *queen, int n) 
{
    for(int i = 0; i != n; ++i) //檢查橫排和對角線上是否可以放置皇后
    {
        if(queen[i] == queen[n] || abs(queen[i] - queen[n]) == (n - i)) {
        	return false;
        }
    }
    return true;
}

//回溯嘗試擺放皇后的位置,n 為橫座標
void put(int* queen, int n, int max, int& sum) 
{
    for(int i = 0; i != max; ++i) {       
        queen[n] = i; //將皇后擺到當前迴圈到的位置
        if(check(queen, n)) {           
            if(n == max - 1) {
                show(queen, max, sum); //如果全部擺好,則輸出所有皇后的座標
            } else {
                put(queen, n + 1, max, sum); //否則繼續擺放下一個皇后
            }
        }
    }
}

int main()
{
	//定義皇后的個數,也是棋盤的邊長 
	int max;
	cout << "Queens: ";
	cin >> max;
	cout << "--------------------------------------------------" << endl;
	
	//定義棋盤陣列。因為只可能每行、每列都是一個棋子,所以沒必要使用二維陣列, 
	//使用一維陣列的索引和值來等價一個二維陣列 
	int *queen = new int [max];
	for(int ix = 0; ix != max; ++ix) queen[ix] = 0;
	//記錄滿足要求的排列的個數 
	int sum=0;
	
    put(queen, 0, max, sum); //從橫座標為 0 開始依次嘗試
    
    delete [] queen;
    
    cout << "--------------------------------------------------" << endl;
    cout << "Arrangements: " << sum << endl;
    
    return 0;
}