回溯法(八皇后)

谁践踏了优雅 2022-06-05 08:56 324阅读 0赞

回溯法(探索与回溯法)是一种选优搜索法,又称为试探法,按选优条件向前搜索,以达到目标。但当探索到某一步时,发现原先选择并不优或达不到目标,就退回一步重新选择,这种走不通就退回再走的技术为回溯法,而满足回溯条件的某个状态的点称为”回溯点”。

八皇后问题,是一个古老而著名的问题,是回溯算法的典型案例。该问题是国际西洋棋棋手马克斯·贝瑟尔于1848年提出:在8×8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,有多种计算机语言可以解决此问题

这里写图片描述

代码:

  1. public class Queen {
  2. public static int num = 0;//累计方案
  3. public static final int MAXQUEEN = 8;
  4. public static int[] cols = new int[MAXQUEEN];//定义cols数组,表示8列棋子皇后摆放的位置,一列一列的插入
  5. /** * * @param n 填第n列的皇后 */
  6. public void getCount(int n){
  7. boolean [] rows = new boolean[MAXQUEEN];//记录每列每个方格是否可以放皇后
  8. for(int m = 0;m<n;m++){
  9. rows[cols[m]] = true;
  10. int d = n - m;//斜对角
  11. //正斜方向
  12. //if判断防止行数为负或大于最大行数
  13. if(cols[m]-d>=0){
  14. rows[cols[m] -d] = true;
  15. }
  16. //反斜方向
  17. if(cols[m]+d<=(MAXQUEEN-1)){
  18. rows[cols[m]+d] = true;
  19. }
  20. }
  21. //到此知道了哪些位置不能放皇后
  22. for(int i = 0;i<MAXQUEEN;i++){
  23. if(rows[i]){
  24. //不能放
  25. continue;
  26. }
  27. cols[n] = i;
  28. if(n<MAXQUEEN-1){
  29. getCount(n+1);
  30. }else{
  31. //找到完整的一套方案
  32. num++;
  33. printQueen();
  34. }
  35. //下面可能仍然有合法位置
  36. }
  37. }
  38. private void printQueen() {
  39. System.out.println("第"+num+"种方案");
  40. for(int i = 0;i<MAXQUEEN;i++){
  41. for(int j = 0;j<MAXQUEEN;j++){
  42. if(i == cols[j]){
  43. System.out.print("0 ");
  44. }else{
  45. System.out.print("+ ");
  46. }
  47. }
  48. System.out.println();
  49. }
  50. }
  51. public static void main(String[] args){
  52. Queen queen = new Queen();
  53. queen.getCount(0);
  54. }
  55. }

结果:

第1种方案
0 + + + + + + +
+ + + + + + 0 +
+ + + + 0 + + +
+ + + + + + + 0
+ 0 + + + + + +
+ + + 0 + + + +
+ + + + + 0 + +
+ + 0 + + + + +
第2种方案
0 + + + + + + +
+ + + + + + 0 +
+ + + 0 + + + +
+ + + + + 0 + +
+ + + + + + + 0
+ 0 + + + + + +
+ + + + 0 + + +
+ + 0 + + + + +
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