八皇后问题
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·贝瑟尔于1848年提出:在8X8格的国际象棋上摆放八个皇后,使其不能互相攻击,即任意两个皇后都不能处于同一行、同一列或同一斜线上,问有多少种摆法。 高斯认为有76种方案。1854年在柏林的象棋杂志上不同的作者发表了40种不同的解,后来有人用图论的方法解出92种结果。计算机发明后,有多种计算机语言可以解决此问题。
八皇后问题是一个以国际象棋为背景的问题:如何能够在 8×8 的国际象棋棋盘上放置八个皇后,使得任何一个皇后都无法直接吃掉其他的皇后?为了达到此目的,任两个皇后都不能处于同一条横行、纵行或斜线上。八皇后问题可以推广为更一般的n皇后摆放问题:这时棋盘的大小变为n×n,而皇后个数也变成n。当且仅当 n = 1 或 n ≥ 4 时问题有解。
实现算法有很多种,也有不同编程语言的实现方式,网上都可以查询到。
利用数据结构来解决,需要用到二维数组表示位置;数组的每个值默认为0,1表示不能放置皇后,放置了皇后的用2表示。
每放置一个皇后,其对应的横行、竖行、斜行、反斜行都不能放置皇后:利用二维数组的一维和二维下标配合来实现赋值。
最笨的方法是:利用穷举的方法来计算每种放置方法。
Java 算法:
package com.my.test;
public class Queen {
// 同栏是否有皇后,1表示有
private int[] column;
// 右上至左下是否有皇后
private int[] rup;
// 左上至右下是否有皇后
private int[] lup;
// 解答
private int[] queen;
// 解答编号
private int num;
public Queen() {
column = new int[8 + 1];
rup = new int[(2 * 8) + 1];
lup = new int[(2 * 8) + 1];
for (int i = 1; i <= 8; i++)
column[i] = 1;
for (int i = 1; i <= (2 * 8); i++)
rup[i] = lup[i] = 1;
queen = new int[8 + 1];
}
public void backtrack(int i) {
if (i > 8) {
showAnswer();
} else {
for (int j = 1; j <= 8; j++) {
if ((column[j] == 1) && (rup[i + j] == 1)
&& (lup[i - j + 8] == 1)) {
queen[i] = j;
// 设定为占用
column[j] = rup[i + j] = lup[i - j + 8] = 0;
backtrack(i + 1);
column[j] = rup[i + j] = lup[i - j + 8] = 1;
}
}
}
}
protected void showAnswer() {
num++;
System.out.println("\n解答" + num);
for (int y = 1; y <= 8; y++) {
for (int x = 1; x <= 8; x++) {
if (queen[y] == x) {
System.out.print("Q");
} else {
System.out.print(".");
}
}
System.out.println();
}
}
public static void main(String[] args) {
Queen queen = new Queen();
queen.backtrack(1);
}
}原文地址:http://zlfwmm.blog.51cto.com/5892198/1617045