用回溯法求解八皇后问题

 
八皇后问题是十九世纪著名的数学家高斯于1850年提出的。问题是:在8×8的棋盘上摆放八个皇后,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。可以把八皇后问题扩展到
n皇后问题,即在
n×
n的棋盘上摆放
n个皇后,使任意两个皇后都不能处于同一行、同一列或同一斜线上。例如,八皇后问题的一个解为:                                                         
《用回溯法求解八皇后问题》

显然,棋盘的每一行上可以而且必须摆放一个皇后,所以,
n皇后问题的可能解用一个
n元向量
X=(
x1,
x2, …,
xn)表示,其中,1≤
i
n并且1≤
xi
n,即第
i个皇后放在第
i行第
xi列上。         由于两个皇后不能位于同一列上,所以,解向量
X必须满足约束条件:
                                 xi
xj                                  (式1) 若两个皇后摆放的位置分别是(
i,
xi)和(
j,
xj),在棋盘上斜率为-1的斜线上,满足条件
i
j=
xi
xj,在棋盘上斜率为1的斜线上,满足条件
i
j=
xi
xj,综合两种情况,由于两个皇后不能位于同一斜线上,所以,解向量
X必须满足约束条件:                              |
i
xi|≠|
j
xj|               (式2)

为了简化问题,下面讨论四皇后问题。         四皇后问题的解空间树是一个完全4叉树,树的根结点表示搜索的初始状态,从根结点到第2层结点对应皇后1在棋盘中第1行的可能摆放位置,从第2层结点 到第3层结点对应皇后2在棋盘中第2行的可能摆放位置,依此类推。 回溯法求解4皇后问题的搜索过程

《用回溯法求解八皇后问题》

下面附上八皇后问题的C代码,八皇后问题一共有92种方案

#include <stdio.h>
#include <math.h>

#define N_QUEENS 8

void Queen();
int Place(int * x, int k);

int solutions = 0; //总的解决方案数目

int main(void)
{
	Queen();
	printf("Total %d solutions\n", solutions);

	return 0;
}

void Queen()
{
	int i, k;
	int x[N_QUEENS+1]; //为了表述方便,我们不使用x[0],因此数组大小多加1

	k = 1;
	for (i = 1; i <= N_QUEENS; i++)//初始化
		x[i] = 0;

	while (k >= 1)
	{
		x[k]++;//在下一列放置第k个皇后

		while (x[k] <= N_QUEENS && !Place(x, k))
			x[k]++;//只要有冲突,就搜索下一列,试图找到第一个不冲突的


		if (x[k] > N_QUEENS)//这说明第k行所有的都冲突,重置x[k],回溯,这两行代码才是关键
		{
			x[k] = 0; 						
			k--;
		}
		else if(k < N_QUEENS)//放置下一个皇后
		{
			k++;							
		}
		else // 得到一个解,输出
		{
			for (i = 1; i <= N_QUEENS; i++)
				printf("%d, ", x[i]);
			printf("\n");

			solutions++;
		//	return;  //如果只想得到一个解,而不是所有的解,那么需要return 语句
		}
	}

}

int Place(int * x, int k)//考察皇后k放置在x[k]列是否发生冲突,发生冲突返回0,否则返回1
{
	int i;

	for (i = 1; i < k; i++)
		if (x[k] == x[i] || abs(k-i) == abs(x[k]-x[i]))
			return 0;

	return 1;
}

参考 资料 :北京科技大学 罗熊 《算法设计与分析》课件 第6章 回溯法

    原文作者:回溯法
    原文地址: https://blog.csdn.net/qingsong3333/article/details/7415581
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