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。 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。
—-以上内容引自百度百科。
本程序的功能是打印八皇后的所有摆放方式,用回溯法解决,使用的语言是Java,主要函数在代码中都有注释。
主要思想是:从第0行开始摆放皇后,第0行摆放完毕后,就摆放第1行,以此类推…当第7行摆放完毕,即棋盘上已经有了8个皇后,就打印出所有皇后的路径。接下来,就从第8个皇后开始,逐一将摆放好的皇后撤回。每撤回一个,就试探该行的其它位置(因为我们要打印所有正确的摆法)。
程序如下:
从运行结果可以看出:八皇后共有92种摆法。
public class EightQueen{
private static final int SIZE = 8; //皇后的个数,此处设为8,表示8个皇后
private static int count = 0; //记录摆放的方式数
public static void main(String[] args) {
LinkedList<Location> list = new LinkedList<Location>();
eightQueen(list, 0, 0); //从棋盘的第0行第0列开始
System.out.println("八皇后共有 " + count + "种摆放方式");
}
/** * 定义位置的数列结构,用于表示皇后的摆放位置 */
static class Location {
int x ; //对应棋盘的列
int y ; //对应棋盘的行
Location(int x, int y){
this.x = x;
this.y = y;
}
@Override
public String toString() {
return "(" + x + ", " + y + ")";
}
}
/** * 主要函数,用回溯法。 */
private static void eightQueen(LinkedList<Location> list, int x, int y) {
if(list.size() == SIZE){ //当list元素个数为8时,表示8个皇后都摆放完毕,打印后即可退出函数。
printLocation(list); //打印皇后摆放方式
return ;
}
for(int i = x ; i < SIZE ; i++){
Location loc = new Location(i, y);
if(isLegalLoc(list, loc)){
list.offer(loc); //将第y行的皇后摆放好
eightQueen(list, 0, y+1); //开始摆放y+1行的皇后,同样从第0列开始摆放
list.pollLast(); //每次摆放完一个皇后后,都要将其撤回,再试探其它的摆法。
}
}
}
/** * 判断位置为loc的皇后是否合法 */
private static boolean isLegalLoc(LinkedList<Location> list, Location loc) {
for(Location each : list){
if(loc.x == each.x || loc.y == each.y) //判断是否在同一行或同一列
return false;
else if (Math.abs(loc.x - each.x) == Math.abs(loc.y - each.y)) //判断是否在同一对角线或反对角线上
return false;
}
return true;
}
/** * 打印皇后摆放方式 * @param list */
private static void printLocation(LinkedList<Location> list) {
for(Location each : list){
System.out.print(each.toString() + "\t");
}
System.out.println();
count ++;
}
}