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八皇后问题(C语言版本)_用c语言回溯算法一日,郑某看见眼前的棋盘上只摆了八个皇后,感觉空荡荡的,恰好又发

用c语言回溯算法一日,郑某看见眼前的棋盘上只摆了八个皇后,感觉空荡荡的,恰好又发

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(对角线)上,问有多少种摆法。

回溯法详解请参考链接http://baike.baidu.com/view/6056523.htm

解决方法1

下面的C代码可以解决N皇后问题,8皇后问题的解是92。

  1. #include <stdio.h>
  2. #include <stdlib.h>
  3. #define max 8
  4. int queen[max], sum=0; /* max为棋盘最大坐标 */
  5. void show() /* 输出所有皇后的坐标 */
  6. {
  7. int i;
  8. for(i = 0; i < max; i++)
  9. {
  10. printf("(%d,%d) ", i, queen[i]);
  11. }
  12. printf("\n");
  13. sum++;
  14. }
  15. int check(int n) /* 检查当前列能否放置皇后 */
  16. {
  17. int i;
  18. for(i = 0; i < n; i++) /* 检查横排和对角线上是否可以放置皇后 */
  19. {
  20. if(queen[i] == queen[n] || abs(queen[i] - queen[n]) == (n - i))
  21. {
  22. return 1;
  23. }
  24. }
  25. return 0;
  26. }
  27. void put(int n) /* 回溯尝试皇后位置,n为横坐标 */
  28. {
  29. int i;
  30. for(i = 0; i < max; i++)
  31. {
  32. queen[n] = i; /* 将皇后摆到当前循环到的位置 */
  33. if(!check(n))
  34. {
  35. if(n == max - 1)
  36. {
  37. show(); /* 如果全部摆好,则输出所有皇后的坐标 */
  38. }
  39. else
  40. {
  41. put(n + 1); /* 否则继续摆放下一个皇后 */
  42. }
  43. }
  44. }
  45. }
  46. int main()
  47. {
  48. put(0); /* 从横坐标为0开始依次尝试 */
  49. printf("%d", sum);
  50. return 0;
  51. }
程序运行部分结果截图:


解决方法2

                                            由于8个皇后的任意两个不能处在同一行,那么肯定是每一个皇后占据一行。于是我们可以定义一个数组ColumnIndex[8],数组中第i个数字表示位于第i行的皇后的列号。先把数组ColumnIndex的8个数字分别用0~7初始化,接下来就是对数组ColumnIndex做全排列。因为我们是用不同的数字初始化数组,所以任意两个皇后肯定不同列。我们只需要判断每一个排列对应的8个皇后是不是在同一对角线上,也就是对于数组的两个下标i和j,是不是 i-j==ColumnIndex[i]-ColumnIndex[j]或者 j-i==ColumnIndex[i]-ColumnIndex[j]。
示例代码如下:
  1. int queenNumber=0;
  2. //判断是否是合法的序列
  3. bool JudgeValid(int* array,int length){
  4. for(int i=0;i<length-1;i++)
  5. for(int j=i+1;j<length;j++){
  6. if(i-j==array[i]-array[j] || j-i==array[i]-array[j])
  7. return false;
  8. }
  9. return true;
  10. }
  11. //获得皇后问题的全排列
  12. void QueuePermutation(int* array,int beginIndex,int length){
  13. if(beginIndex==length){
  14. if(JudgeValid(array,length))
  15. ++queenNumber;
  16. }else{
  17. for(int curSub=beginIndex;curSub!=length;curSub++){
  18. int temp=array[beginIndex];
  19. array[beginIndex]=array[curSub];
  20. array[curSub]=temp;
  21. QueuePermutation(array,beginIndex+1,length);
  22. temp=array[beginIndex];
  23. array[beginIndex]=array[curSub];
  24. array[curSub]=temp;
  25. }
  26. }
  27. }
  28. //可以解决N皇后问题
  29. void QueueProgram(int length){
  30. int *array=new int[length];
  31. for(int i=0;i<length;i++)
  32. array[i]=i;//初始化数组
  33. QueuePermutation(array,0,length);
  34. }

结果输出为:92。对于合法排列,可以输出皇后放置的详细位置。


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