【演算法分析】回溯法解八皇后問題(n皇后問題)
阿新 • • 發佈:2019-01-31
回溯法解題思路:
(1)針對所給問題,定義問題的解空間;
(2)確定易於搜尋的解空間結構;
(3)以深度優先方式搜尋解空間,並在搜尋過程中用剪枝函式避免無效搜尋。
八皇后問題:
八皇后問題,是一個古老而著名的問題,是回溯演算法的典型案例。該問題是國際西洋棋棋手馬克斯·貝瑟爾於1848年提出:在8×8格的國際象棋上擺放八個皇后,使其不能互相攻擊,即任意兩個皇后都不能處於同一行、同一列或同一斜線上,問有多少種擺法。
圖解回溯法解八皇后問題:
回溯法解N皇后問題
1、使用一個一維陣列表示皇后的位置,
其中陣列的下標表示皇后所在的行,
陣列元素的值表示皇后所在的列。
2 、假設前n-1行的皇后已經按照規則排列好,
那麼可以使用回溯法逐個試出第n行皇后的合法位置,
所有皇后的初始位置都是第0列,
那麼逐個嘗試就是從0試到N-1,
如果達到N,仍未找到合法位置,
那麼就置當前行的皇后的位置為初始位置0,
然後回退一行,且該行的皇后的位置加1,繼續嘗試,
如果目前處於第0行,還要再回退,說明此問題已再無解。
3、如果當前行的皇后的位置還是在0到N-1的合法範圍內,
那麼首先要判斷該行的皇后是否與前幾行的皇后互相沖突,
如果衝突,該行的皇后的位置加1,繼續嘗試,
如果不衝突,判斷下一行的皇后,
如果已經是最後一行,說明已經找到一個解,輸出這個解,
然後最後一行的皇后的位置加1 ,繼續嘗試下一個解。
完整程式碼:
#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;
bool place(int *a, int k)
{
for(int i = 0; i < k; ++i)
{
if(abs(k - i) == abs(a[k] - a[i]) || a[k] == a[i])
return false;
}
return true;
}
int Backtrack(int sum, int num, int *a)
{
int i = 0;
while(1)
{
if(a[i] < num)
{
if(!place(a,i))
{
a[i]++;
continue;
}
if(i >= num - 1)
{
sum++;
a[num - 1]++;
continue;
}
i++;
continue;
}
else
{
a[i] = 0;
i--;
if(i < 0)
return sum;
a[i]++;
continue;
}
}
}
int main(int argc, char const* argv[])
{
int sum = 0;
int num = 0;
cout << "input the number of queens" << endl;
cin >> num;
if(num < 4 && num != 1)
{
cout << "no sulution" << endl;
return 0;
}
int *array = (int *)malloc(sizeof(int) * num);
for(int i = 0; i < num; ++i)
{
array[i] = 0;
}
cout << Backtrack(sum, num, array) << endl;
return 0;
}