八皇后——分支修剪(回溯法)
说明西洋棋中的皇后可以直线前进,即所在行,列,斜线上的所有棋子,吃掉遇到的所有棋子,如果棋盘上有八个皇后,则这八 个皇后如何相安无事的放置在棋盘上,1970年与1971年, E.W.Dijkstra与N.Wirth曾经用这个问 题来讲解程式设计之技巧。
解法
关于棋盘的问题,都可以用递归求解,然而如何减少递归的次数?在八个皇后的问题中, 不必要所有的格子都检查过,例如若某列检查过,该该列的其它格子就不用再检查了,这个方 法称为分支修剪。经典算法百度百科也有大量的介绍。参考博客
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define N 8
int column[N+1]; // 同栏是否有皇后,1表示有,这里是列数,从1开始,一共8列。
int rup[2*N+1]; // 右上至左下是否有皇后,这里是斜线,一共15条斜线,从2开始,到16。
int lup[2*N+1]; // 左上至右下是否有皇后,这里是斜线,一共15条斜线,从1开始,到15。
int queen[N+1] = {0};
int num; // 解答编号
void backtrack(int); // 递归求解
int main(void) {
int i;
num = 0;
for(i = 1; i <= N; i++)
column[i] = 1;
for(i = 1; i <= 2*N; i++)
rup[i] = lup[i] = 1;
backtrack(1);
return 0;
}
void showAnswer() {
int x, y;
printf("\n解答%d\n", ++num);
for(y = 1; y <= N; y++) {
for(x = 1; x <= N; x++) {
if(queen[y] == x) {
printf(" Q");
}
else {
printf(" .");
}
}
printf("\n");
}
}
void backtrack(int i) {
int j;
if(i > N) {
showAnswer();
}
else {
for(j = 1; j <= N; j++) {//其实计算的时候只要符合统一规则便可以
if(column[j] == 1 && rup[i+j-1] == 1 && lup[i-j+N] == 1) {
queen[i] = j;
// 设定为占用
column[j] = rup[i+j-1] = lup[i-j+N] = 0;
backtrack(i+1);
column[j] = rup[i+j-1] = lup[i-j+N] = 1;
}
}
}
}
//一种更简洁的的代码,方便理解其思想,参考博客见文末。
void queen(int row){
if(row==n)
total++;
else
for(int col=0;col!=n;col++){
c[row]=col;
if(is_ok(row))
queen(row+1);
}
}