问题:
如何能够在 n×n 的国际象棋棋盘上放置八个皇后,使得任何一个皇后都无法直接吃掉其他的皇后?为了达到此目的,任两个皇后都不能处于同一条横行、纵行或斜线上。
分析:
这题常规的解法应该是回溯法,然而回溯法的话,要遍历所有的情况。
这里介绍一种随机化的算法:
我们先摆开头的几个棋子,然后剩下的棋子用回溯法来做,由于解空间树的头几层不用拿来遍历了,回溯的时候遍历的结点少了很多。
研究标明,随机摆开头的一半略少的棋子,可以很快得得到解。当然,这个算法是只能求出一部分的解的,但是在 n 很大的时候速度比回溯法快了非常多。
ps:回溯法是可以得到所有解的。
做法:
先随机摆头几个棋子,这里有一个很棒的算法,参考:http://blog.csdn.net/yusiguyuan/article/details/42607681
但是为了方便,我这里的做法是对一个数组中的所有元素做几次随机的交换。
void randomPlace(int n, int pieces[]) {//随机摆放棋子
srand((unsigned)time(NULL)); for (int i = 0; i < n; i++) { int a = random(n) + 1; int b = random(n) + 1; swap(pieces[a], pieces[b]); } }
然后对接下来的棋子用回溯法:
void nQueen(int n, int t, int pieces[]) {//回溯法解n后问题
if (t > n) { resultNumber++;//计算解的个数
for (int i = 1; i <= n; i++) { for (int j = 1; j < pieces[i]; j++) cout << "- "; cout << pieces[i] << " "; for (int j = pieces[i] + 1; j <= n; j++) cout << "- "; cout << endl; } cout << endl; } else { for (int i = t; i <= n; i++) { swap(pieces[t], pieces[i]); if (isOK(t, pieces)) { nQueen(n, t + 1, pieces); } swap(pieces[t], pieces[i]); } } }
这两个函数应该在LasVegas函数中调用,知道得出至少一个解:
void LasVegas(int n, int pieces[]) {//拉斯维加斯算法: //先随机摆前面的一些棋子,然后后面的用回溯法来解
if (n == 1) {//特殊情况
cout << 1 << endl; } else { for (int i = 1; i <= n; i++) { pieces[i] = i; } while (resultNumber == 0) { //前几个摆的也要合理才行
while (!isOK(n / 2, pieces)) { randomPlace(n, pieces); } nQueen(n, (n / 2)-1, pieces);//随机一半略少的棋子摆放
} } }
代码是从 n皇后问题改过来的,其中部分代码我这里就不显示出来了。