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【演算法分析】回溯法解八皇后問題(n皇后問題)

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:
這裡寫圖片描述

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0N-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; }