八皇后问题详细分析与解答(递归法解答,c#语言描述)
八皇后问题,是一个古老而著名的问题,是回溯算法的典型例题。该问题是十九世纪著名的数学家高斯1850年提出:在8X8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。计算机发明后,有多种方法可以解决此问题。
解决八皇后问题,要分成几个步骤。
第一步:思考要解决的问题
1.用什么数据结构来描述棋盘,怎样描述棋盘。
2.怎样描述皇后(包括皇后的位置,怎样移动皇后等)。
3.怎样开始程序。
第二步:初步解决问题,列出大纲
1.我们用一个名为Queens的类来表达皇后,用一个方法来向棋盘中插入新的皇后,函数的参数就是皇后的一个对象,定义函数为solve_from(Quenns configuration)
2.sove_from(Queens configuration)方法框架,只是伪代码(下面的步骤会详细写这个函数)
public void solve_from(Queens configuration)
{
if Queens configuration表明八个皇后已经全部放入棋盘
打印出八个皇后所在的位置
else
循环棋盘的第n行(第n-1行有皇后,第n行没有皇后)可以放皇后的每个格子
{
在该行增加一个皇后;
solve_from(configuration);
将皇后从configuration的格子中移走
}
}
3.Queens类定义大纲
内置函数
①.bool unguarded(int col) 方法说明:根据首个空行,第count行第col列中的格子是否未被任何皇后设防而返回true或者false。(所谓设防就是一个皇后所导致的不允许放其他皇后的位置)
②.void insert(int col) 方法说明: 在第count行第col列插入一个皇后,前提是该格子未被任何皇后设防,增加皇后后行数count加一
③. void remove(int col) 方法说明: 移去count行col列里面的皇后,count减去1
④.is_solved() 方法说明: 判断皇后的个数是不是等于8 如果等于8则返回true 否则返回false
⑤. print() 方法说明:打印所有皇后的位置
第三步:细化解决问题
主函数 main
int main()
{
Queens configuration(8);
solve_from(configuration);
}
函数solve_from(Queens configuration)
void solve_from(Queens configration)
{
if(configuraton.is_solved())
configuration.print();
else
for(int col=0;col<8;col++)
{
if(configuration.unguarded(col))
{
configuration.insert(col);
solve_from(configuration);//这里是一个递归,仔细思考,想通的话,其乐无穷
configuration.remove(col);
}
}
}
类Queens
class Queens{
bool is_solved(){if(count>8)return true;else return false;}
void print(){
for(int i=0;i<8;i++)
{
for(int j=0;j<8;j++)
{
if(queen_square[i][j]==true)
{
Console.Write(i+"_"+j);
}
}
}
}
bool unguarded(int col){
int i;
bool ok=true;
for(i=0;ok&&i<count;i++)
ok=!queen_square[i][col];
for(i=1;ok&&count-i>0&&col-i>=0;i++)
ok=!queen_square[count-i][col-i];
for(i=1;ok&&count-i>0&&col+i<8;i++)
return !queen_square[count-i][col+i];
return ok;
}
bool insert(){queen_square[count][col]=true;count++;}
void remove(queen_square[count][col]=false;count--;);
int count;
bool queen_square[8][8];//用二维数组存储棋盘
}
总结:八皇后问题递归法解答感觉困难,实际上做起来只要思路清晰并不复杂,这个程序还可以优化,以后会续写
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