回溯算法----八皇后问题

 八皇后问题:

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

(斜率为1),问有多少种摆法。

92种结果。

算法思路:

     首先我们分析一下问题的解,我们每取出一个皇后,放入一行,共有八种不同的放法,

然后再放第二个皇后,同样如果不考虑规则,还是有八种放法。

于是我们可以用一个八叉树来描述这个过程。从根节点开始,树每增加一层,便是多放一个皇后,

直到第8层(根节点为0层),最后得到一个完全八叉树。  

紧接着我们开始用深度优先遍历这个八叉树,在遍历的过程中,进行相应的条件的判断。以便去掉不合规则的子树。

    那么具体用什么条件来进行子树的裁剪呢?

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    我们先对问题解的结构做一个约定。

    用X[i]来表示,在第i行,皇后放在了X[i]这个位置。

    于是我们考虑第一个条件,不能再同一行,同一列于是我们得到x[i]不能相同。

剩下一个条件是不能位于对角线上,这个条件不是很明显,我们经过分析得到,

约束条件:设两个不同的皇后分别在j,k行上,x[j],x[k]分别表示在j,k行的那一列上。

那么不在同一对角线的条件可以写为abs((j-k))!=abs(x[j]-x[k]),其中abs为求绝对值的函数。


算法实现

 
 
#include<iostream>  
using namespace std;
int num;
int *x;
int sum;
bool IfPlace(int k)
{
	for (int j = 1; j<k; j++)
		if (abs(x[k] - x[j]) == abs(k - j) || x[j] == x[k])
			return false;
	return true;


}
void backtrack(int t)
{
	if (t>num) //num为皇后的数目  
	{
		sum++;//sum为所有的可行的解  
		for (int m = 1; m <= num; m++)
		{
			cout << "(" << m << "," << x[m] << ")";//这一行用输出当递归到叶节点的时候,一个可行解  
		}
		cout << endl;
	}
	else
		for (int i = 1; i <= num; i++)
		{
			x[t] = i;
			if (IfPlace(t))
				backtrack(t + 1);//此处的place函数用来进行我们上面所说的条件的判断,如果成立,进入下一级递归  
		}
}
int main()
{
	num = 8;
	sum = 0;
	x = new int[num + 1];
	/*for (int i = 0; i <= num; i++)
		x[i] = 0;*/
	memset(x, 0, num + 1);
	backtrack(1);
	cout << "方案共有" << sum << endl;
	delete[]x;
	return 0;
}


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