8皇后问题-回溯方法

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.
问题分析:
第一步 定义问题的解空间
这个问题解空间就是8个皇后在棋盘中的位置.
第二步 定义解空间的结构
可以使用8*8的数组,但由于任意两个皇后都不能在同行,我们可以用数组下标表示
行,数组的值来表示皇后放的列,故可以简化为一个以维数组x[9]。
第三步 以深度优先的方式搜索解空间,并在搜索过程使用剪枝函数来剪枝
根据条件:x[i] == x[k]判断处于同一列
abs(k-i) == abs(x[k]-x[i]判断是否处于同一斜线
我们很容易写出剪枝函数:

bool canPlace(int k){     
    for(int i = 1; i < k; i++){     
        //判断处于同一列或同一斜线     
       if(x[i] == x[k] || abs(k-i) == abs(x[k]-x[i]))              return false;     
    }     
    return true;     
}    

然后我们按照回溯框架一,很容易写出8皇后的回溯代码:

void queen(int i){     
    if(i > 8){     
        print();     
        return;     
    }     
    for(int j = 1; j <= 8; j++){     
      x[i] = j;//记录所放的列     
      if(canPlace(i)) queen(i+1);     
    }     
}    

整个代码:

#include<iostream>     
#include<cmath>     
using namespace std;     

int x[9];     
void print(){     
    for(int i = 1; i <= 8; i++)     
           cout << x[i] << " ";     
    cout << endl;     
}     

bool canPlace(int k){     
    for(int i = 1; i < k; i++){     
            //判断处于同一列或同一斜线     
       if(x[i] == x[k] || abs(k-i) == abs(x[k]-x[i]))      
           return false;     
    }     
    return true;     
}     

void queen(int i){     
    if(i > 8){     
        print();     
        return;     
    }     
    for(int j = 1; j <= 8; j++){     
      x[i] = j;     
      if(canPlace(i)) queen(i+1);     
    }     
}     

int main(){     
  queen(1);     
  return 0;     
}    

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