n后问题:
1.问题描述:
在n×n格的棋盘上放置彼此不受攻击的n个皇后。按照国际象棋的规则,皇后可以攻击与之处在同一行或同一斜线上的棋子。n后问题等价于在n×n格的棋盘上放置n个皇后,任何2个皇后不放在同一行或同一列或同一斜线上。
2.算法设计:
用n元组x[1:n]表示n后问题的解。其中,x[i]表示皇后i放在棋盘的第i行的第x[i]列。由于不允许将2个皇后放在同一列上,所以解向量中的x[i]互不相同。2个皇后不能放在同一斜线上时问题的隐约束。
若两个皇后放置的位置分别是(i,j)和(k,l),且i-j=k-l或i+j=k+l,则说明这2个皇后处于同一斜线上。由此可知,只要|i-k|=|j-l|成立,就表明2个皇后处于同一斜线上。
用回溯法解n后问题时,用完全n叉树表示解空间。可行性约束Place剪去不满足行、列和斜线约束的子树。在算法Backtrack中,当i>n时,算法搜索至叶结点,得到一个新的n皇后互不攻击放置方案,当前已找到的可行方案数sum增1。
源代码:
#include "stdafx.h"
#include<iostream>
using namespace std;
class Queen {
friend int nQueen(int);
private:
bool Place(int k);
void Backtrack(int t);
int n, //皇后个数
*x; //当前解
long sum; //当前已找到的可行方案数
};
bool Queen::Place(int k) {
for (int j = 1; j < k; j++)
if ((abs(k - j) == abs(x[j] - x[k])) || (x[j] == x[k]))
return false;
return true;
}
void Queen::Backtrack(int t) {
if (t > n) {
for (int i = 1; i <= n; i++)
cout << x[i] << " ";
cout << endl;
sum++;
}
else {
for (int i = 1; i <= n; i++) {
x[t] = i;
if (Place(t)) Backtrack(t + 1);
}
}
}
int nQueen(int n) {
Queen X;
//初始化X
X.n = n;
X.sum = 0;
int* p = new int[n + 1];
for (int i = 0; i <= n; i++)
p[i] = 0;
X.x = p;
X.Backtrack(1);
delete [] p;
return X.sum;
}
void main() {
int n, set;
cout << "请输入皇后个数:"; cin >> n;
cout << "可行方案所有解:" << endl;
set = nQueen(n);
cout << "可行方案数:" << set << endl;
}