N皇后经典算法(回溯法)

一、题目

N皇后问题要求求解在N*N的棋盘上放置N个皇后,

并使各皇后彼此不受攻击的所有可能的棋盘布局,

皇后彼此不受攻击的约束条件是:任何两个皇后均不能在棋盘上同一行、同一列或者同一对角线上出现。

输入:

 给定棋盘的大小n 

输出:

 输出有多少种放置方法?

二、方法

回溯法
利用试探性的方法,在包含问题所有解的解空间树中,将可能的结果搜索一遍,从而获得满足条件的解。搜索过程采用深度遍历策略,并随时判定结点是否满足条件要求,满足要求就继续向下搜索,若不满足要求则回溯到上一层,这种解决问题的方法称为回溯法。
回溯法求解问题步骤:

针对问题,画出问题的简易版解空间树
确定易于搜索的解空间结构
以深度优先方式搜索解空间,并且在搜索过程中永剪枝函数避免无效搜索(简单来说就是遍历过后不是我们要的就把它抛弃,用以提高效率)
以3皇后为例:
从第一层开始,一种可能一种可能的逐步遍历,遍历到底部如果还没找到便回溯到上一层继续遍历。

每一次递归时,此方格格放了可能非正解,就排除,提前判断check(),符合条件递归往下走。并给此方格标记‘W’,不符合在此列换下个格子,若都不符合此列递归完成到前一列状态,在判断,往往复复、直至得到正解输出继续未完成任务(此不是唯一解,所以还要继续,找到所有的解,若为唯一解,找到后用exit(0)退出程序)
每一次递归,如果不是正解,数组会被改变,所以不成立时用回溯回到上一个for循环状态

for (int i=0;i<n;i++){
    if(check(res,i,row)){           //i——行|| row——列
        res[i][row]='W';
        dfs(res,n,row+1);           //多重循环体,多多理解!
        res[i][row]='*';            //回溯
    }
}

check 作为判断是否符合条件,此格纵横斜均无皇后
纵:res[x][i]‘W’ 有返回false
横:res[i][y]‘W’ 有返回false
斜:斜向是 i+jx+y 正向、i-jx-y 反向
用check方法判断是否符合条件

static boolean check(char res[][],int x,int y){
        for(int i=0;i<res.length;i++){
            if(res[x][i]=='W')return false; //纵:res[x][i]‘W’ 有返回false
            if(res[i][y]=='W')return false; //横:res[i][y]‘W’ 有返回false
        for(int j=0;j<res.length;j++){
            if(i+j==x+y&&res[i][j]=='W')return false;
            if(i-j==x-y&&res[i][j]=='W')return false;
        }
    }
    return true;
}

完整代码:

import java.util.Scanner;

public class NQueen{
    public static void main(String[] args) {			//主函数
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);//新创建一个输入的Scanner对象,然后赋值给sanner(作用就是获取控制台输入)
        System.out.print("请输入皇后个数:");
        int n=scanner.nextInt();			//输入函数
        char res[][]=new char[n][n];				//对数组初始化
        for(int i=0;i<n;i++){
            for(int j=0;j<n;j++){
                res[i][j]='*';
            }
        }
        dfs(res,n,0);			//调用深搜函数
        System.out.print("符合条件的个数为:");
        System.out.println(account);
    }
    static int account=0;
    static void dfs(char res[][],int n,int row){
        if(row==n){
            account++;
            System.out.println();
            for(int i=0;i<n;i++){
                for(int j=0;j<n;j++){
                    System.out.print(res[i][j]+"  ");
                }
                System.out.println();
            }
            return;
        }
        for (int i=0;i<n;i++){
            if(check(res,i,row)){
                res[i][row]='W';
                dfs(res,n,row+1);
                res[i][row]='*';
            }
        }
    }
    static boolean check(char res[][],int x,int y){
        for(int i=0;i<res.length;i++){
            if(res[x][i]=='W')return false; //纵:res[x][i]‘W’ 有返回false
            if(res[i][y]=='W')return false; //横:res[i][y]‘W’ 有返回false
            
            for(int j=0;j<res.length;j++){
            if(i+j==x+y&&res[i][j]=='W')return false;
            if(i-j==x-y&&res[i][j]=='W')return false;
        }
    }
    return true;
}

运行截图:

posted @ 2023-03-15 11:15  戒爱学Java  阅读(112)  评论(0编辑  收藏  举报