搜索--P1219 N皇后
题目描述
检查一个如下的6 x 6的跳棋棋盘,有六个棋子被放置在棋盘上,使得每行、每列有且只有一个,每条对角线(包括两条主对角线的所有平行线)上至多有一个棋子。
上面的布局可以用序列2 4 6 1 3 5来描述,第i个数字表示在第i行的相应位置有一个棋子,如下:
行号 1 2 3 4 5 6
列号 2 4 6 1 3 5
这只是跳棋放置的一个解。请编一个程序找出所有跳棋放置的解。并把它们以上面的序列方法输出。解按字典顺序排列。请输出前3个解。最后一行是解的总个数。
输入输出格式
输入格式:
一个数字N (6 <= N <= 13) 表示棋盘是N x N大小的。
输出格式:
前三行为前三个解,每个解的两个数字之间用一个空格隔开。第四行只有一个数字,表示解的总数。
思路
首先是如何描述题目,可以借助数组的索引为行,对应值为列,如此行必定不会重复,然后对列的可能的值进行全排列(这样行列均不会重复),找出可以满足对角线不平行的组合
经典问题,使用普通的dfs搜索全部路径,也就是搜索到最底层,简单容易理解但是耗时久,优化的思路是到达新的一层直接对新入单位进行判断,满足进入下一层,不满足则结束当前路径
TLE代码(普通dfs,耗时久)
#include<cstdio>
#include<cmath>
using namespace std;
int num = 0;//全排列数字的最大值
int hash[14] = {0};//是否已经选择的标志,0未选,1已选
int nums[14] = {0};//存储需要全排列的数字
int results[14]={0};//搜索过程中记录的全排列的值
int temp =0;//满足条件的个数
void dfs(int depth) {
if (depth == num+1) {
for (int i = 1; i < num; ++i) {
for (int j = i+1; j <= num; ++j) {
if(abs(results[j]-results[i])==abs(j-i)){
return;
}
}
}
if(temp<3){
for (int k = 1; k <= num; ++k) {
printf("%d ",results[k]);
}
printf("\n");
}
temp++;
return;
}
for (int j = 1; j <= num; ++j) {
if(hash[j]==0){
results[depth]=nums[j];
hash[j]=1;
dfs(depth+1);
hash[j]=0;
}
}
}
int main() {
scanf("%d",&num);
for (int i = 1; i <= num; ++i) {
nums[i]=i;
}
dfs(1);
printf("%d",temp);
return 0;
}
AC1(回溯dfs)
#include<cstdio>
#include<cmath>
using namespace std;
int num = 0;//全排列数字的最大值
int hash[14] = {0};//是否已经选择的标志,0未选,1已选
//int nums[14] = {0};//存储需要全排列的数字,可以不使用
int results[14]={0};//搜索过程中记录的全排列的值
int temp =0;//满足条件的个数
//回溯版本
void dfs(int depth) {
//判断新入的是否满足,不满足直接回退到上一层
//当前深度为depth,数组最大索引为depth-1,而新入的值与前面的值进行比较,所以i < depth-1
for (int i = 1; i < depth - 1; ++i) {
int left = abs(results[depth - 1] - results[i]);
int rigth = abs(depth - 1 - i);
if (left == rigth) {
return;
}
}
//若到达最后这一层,一定是满足的
if (depth == num + 1) {
if(temp<3){
for (int k = 1; k <= num; ++k) {
printf("%d ", results[k]);
}
printf("\n");
}
temp++;
return;
}
//下一层的入口
for (int j = 1; j <= num; ++j) {
if (hash[j] == 0) {
//results[depth] = nums[j];等价
results[depth] = j;
hash[j] = 1;
dfs(depth + 1);
hash[j] = 0;
}
}
}
int main() {
scanf("%d", &num);
// for (int i = 1; i <= num; ++i) {
// nums[i] = i;
// }
dfs(1);
printf("%d", temp);
return 0;
}
稍微优化(更直观)
#include<cstdio>
#include<cmath>
using namespace std;
int num = 0;
int hash[14] = {0};
int results[14] = {-1};
int ans = 0;
//回溯版本
void dfs(int depth) {
if (depth == num + 1) {
if(ans<3){
for (int k = 1; k <= num; ++k) {
printf("%d ", results[k]);
}
printf("\n");
}
ans++;
return;
}
for (int j = 1; j <= num; ++j) {
bool flag = true;
if (hash[j] == 0) {
//回溯,不能取最后一个
for (int i = 1; i < depth ; ++i) {
// |y1 - y2| = |x1 - x2|
if (abs(j - results[i]) == abs(depth - i)) {
flag = false;
break;
}
}
if(flag){
results[depth] = j;
hash[j] = 1;
dfs(depth + 1);
hash[j] = 0;
}
}
}
}
int main() {
scanf("%d", &num);
dfs(1);
printf("%d", ans);
return 0;
}
学到的点
1 回溯是dfs的一种优化方式
2 理解dfs的关键在于理解栈的调用,(形象化的比喻搜索的过程,就是一层一层执行函数)