N皇后问题


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8×8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。

N皇后问题

在这里我们解决的是N皇后问题,即在一个n*n的棋盘上,摆放n个皇后,使之不相互攻击。问有几种摆放方法(不考虑棋盘的对称性).


对于8皇后问题,我们可以通过8重循环的回溯算法解决,但是对于N皇后,我们无法预知N的值,所以不能使用这种方法。但是可以使用递归实现循环:每一次递归解决一行的皇后摆放位置,使之不与前几行冲突,之后再递归调用自身确定下一行的位置。

代码如下(C++):

#include <iostream>
using namespace std;

int N;                    //N个皇后
int queen_pos[100];       //每个皇后的位置,目前最大范围是100
int num = 0;              //统计最终摆放位置方案的个数
void queen(int k);        //递归函数

int main()
&#123;
    cin >> N;  //输入N
          queen(0); //从第0行开始摆放
    cout << num << endl;    
    system("pause");
    return 0;
&#125;

/*
@brief:递归实现每一行皇后的摆放位置
@parameter:K:从第K行开始摆放
*/
void queen(int k)        
&#123;
    if (k==N)        //摆满N行输出                                  
    &#123;
        for (int i = 0; i < N; i++)
        &#123;
            cout << queen_pos[i] + 1<<" ";  //列数+1,因为棋盘从第一列开始
        &#125;
        cout << endl;
        num++;         //统计量+1
    &#125;
    for (int i = 0; i < N; i++//枚举皇后所在的列数    
    &#123;
        int j = 0;
        for (; j < k; j++//是否与前几行冲突
        &#123;
                        //与前几行同列 || 与前几行在同一对角线上,则冲突
            if (queen_pos[j] == i || (abs(queen_pos[j] - i) == k - j))
                break;              //如果冲突,跳出,否定这个位置
        &#125;
        if (j==k)           //如果不冲突
        &#123;
            queen_pos[k] = i;      //确定这一行皇后的位置
            queen(k+1);            //递归进入下一行
        &#125;
    &#125;
&#125;

以下为用程序求出的所有8皇后的解(92种):

1 5 8 6 3 7 2 4
1 6 8 3 7 4 2 5
1 7 4 6 8 2 5 3
1 7 5 8 2 4 6 3
2 4 6 8 3 1 7 5
2 5 7 1 3 8 6 4
2 5 7 4 1 8 6 3
2 6 1 7 4 8 3 5
2 6 8 3 1 4 7 5
2 7 3 6 8 5 1 4
2 7 5 8 1 4 6 3
2 8 6 1 3 5 7 4
3 1 7 5 8 2 4 6
3 5 2 8 1 7 4 6
3 5 2 8 6 4 7 1
3 5 7 1 4 2 8 6
3 5 8 4 1 7 2 6
3 6 2 5 8 1 7 4
3 6 2 7 1 4 8 5
3 6 2 7 5 1 8 4
3 6 4 1 8 5 7 2
3 6 4 2 8 5 7 1
3 6 8 1 4 7 5 2
3 6 8 1 5 7 2 4
3 6 8 2 4 1 7 5
3 7 2 8 5 1 4 6
3 7 2 8 6 4 1 5
3 8 4 7 1 6 2 5
4 1 5 8 2 7 3 6
4 1 5 8 6 3 7 2
4 2 5 8 6 1 3 7
4 2 7 3 6 8 1 5
4 2 7 3 6 8 5 1
4 2 7 5 1 8 6 3
4 2 8 5 7 1 3 6
4 2 8 6 1 3 5 7
4 6 1 5 2 8 3 7
4 6 8 2 7 1 3 5
4 6 8 3 1 7 5 2
4 7 1 8 5 2 6 3
4 7 3 8 2 5 1 6
4 7 5 2 6 1 3 8
4 7 5 3 1 6 8 2
4 8 1 3 6 2 7 5
4 8 1 5 7 2 6 3
4 8 5 3 1 7 2 6
5 1 4 6 8 2 7 3
5 1 8 4 2 7 3 6
5 1 8 6 3 7 2 4
5 2 4 6 8 3 1 7
5 2 4 7 3 8 6 1
5 2 6 1 7 4 8 3
5 2 8 1 4 7 3 6
5 3 1 6 8 2 4 7
5 3 1 7 2 8 6 4
5 3 8 4 7 1 6 2
5 7 1 3 8 6 4 2
5 7 1 4 2 8 6 3
5 7 2 4 8 1 3 6
5 7 2 6 3 1 4 8
5 7 2 6 3 1 8 4
5 7 4 1 3 8 6 2
5 8 4 1 3 6 2 7
5 8 4 1 7 2 6 3
6 1 5 2 8 3 7 4
6 2 7 1 3 5 8 4
6 2 7 1 4 8 5 3
6 3 1 7 5 8 2 4
6 3 1 8 4 2 7 5
6 3 1 8 5 2 4 7
6 3 5 7 1 4 2 8
6 3 5 8 1 4 2 7
6 3 7 2 4 8 1 5
6 3 7 2 8 5 1 4
6 3 7 4 1 8 2 5
6 4 1 5 8 2 7 3
6 4 2 8 5 7 1 3
6 4 7 1 3 5 2 8
6 4 7 1 8 2 5 3
6 8 2 4 1 7 5 3
7 1 3 8 6 4 2 5
7 2 4 1 8 5 3 6
7 2 6 3 1 4 8 5
7 3 1 6 8 5 2 4
7 3 8 2 5 1 6 4
7 4 2 5 8 1 3 6
7 4 2 8 6 1 3 5
7 5 3 1 6 8 2 4
8 2 4 1 7 5 3 6
8 2 5 3 1 7 4 6
8 3 1 6 2 5 7 4
8 4 1 3 6 2 7 5

文章作者: Xu Yuan
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