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8皇后问题(c++/python实现)

2018-07-05 16:39 573 查看

问题描述:在8*8的国际象棋盘上摆放8个皇后,使其不能互相攻击,即任何两个皇后都不能处于同一行、同一列或者同一斜线上,问有多少种摆法。

算法分析

  利用3个数组分表来标记冲突,数组a、b、c。

  a数组代表列冲突,a[0]~a[7]代表0~7列,如果a[0]=1,则表示第0列已有皇后。

  b数组带表主对角线冲突,为b[行-列+7],即b[0]~b[14]中如果为1,表示该主对角线有皇后(如下图)。

  c数组带表从对角线冲突,为c[行+列],即c[0]~c[14]中如果为1,表示该从对角线有皇后(如下图)。  


c++实现如下:

#include <iostream>

using namespace std;

static char Queen[8][9];
static int a[8];
static int b[15];
static int c[15];
static int iQueenNum=0; //记录总的棋盘状态数

void qu(int i);//第i行

int main()
{
int iLine,iColumn;
for(iLine=0;iLine<8;iLine++)//初始化棋盘为‘*’
{
a[iLine]=0;//列标记初始化,表示无列冲突
for(iColumn=0;iColumn<8;iColumn++)
{
Queen[iLine][iColumn]='*';
}
}
//主、从对角线标记初始化,表示没有冲突
for(iLine=0;iLine<15;iLine++)
{
b[iLine]=c[iLine]=0;
}
qu(0);
return 0;
}

void qu(int i)
{
int iColumn;
for(iColumn=0;iColumn<8;iColumn++)
{
if(a[iColumn]==0&&b[i-iColumn+7]==0&&c[i+iColumn]==0)
{
Queen[i][iColumn]='@';//放皇后
a[iColumn]=1;//标记,下一次该列上下不能放皇后
b[i-iColumn+7]=1;//标记,下一次该主对角线上下不能放皇后
c[i+iColumn]=1;//标记,下一次该从对角线上下不能放皇后
if(i<7)qu(i+1);//如果行还没有遍历完,进入下一行
else//否则输出
{
//输出棋盘状态
int iLine,iColumn;
cout<<"第"<<++iQueenNum<<"种状态为:"<<endl;
for(iLine=0;iLine<8;iLine++)
{
for(iColumn=0;iColumn<8;iColumn++)
{
cout<<Queen[iLine][iColumn];
}
cout<<endl;
}
cout<<endl;
}
//如果前次的皇后放置导致后面的放置无论如何都不能满足要求,则回溯,重置
Queen[i][iColumn]='*';
a[iColumn]=0;
b[i-iColumn+7]=0;
c[i+iColumn]=0;
}
}
}

python实现如下:

#-*- coding:utf-8 -*-

global Queue,a,b,c,queenNum
Queue=[['*' for i in range(0,8)] for i in range(0,8)]
a=[0 for i in range(0,8)]
b=[0 for i in range(0,15)]
c=[0 for i in range(0,15)]
queenNum=0
'''
Queue表示整个棋盘
a表示列的冲突
b表示正对角冲突
c表示从对角冲突
queenNum表示第几种摆法
'''

def fun(num):
global Queue, a, b, c, queenNum
for icolumn in range(0,8):  #总共8行
if a[icolumn]==0 and b[num-icolumn+7]==0 and c[num+icolumn]==0: #满足3个条件
Queue[num][icolumn]='@'
a[icolumn]=1    #该列不能放入皇后
b[num-icolumn+7]=1  #该正列不能放入皇后
c[num+icolumn]=1    #该从列不能放入皇后
if num<7:
fun(num+1)
else:   #7行放满了,输出
queenNum+=1
print '第%d种情况:'%queenNum
for j in range(0,8):
print ' '.join(Queue[j])
print '\n'
#回溯
Queue[num][icolumn]='*'
a[icolumn]=0
b[num-icolumn+7]=0
c[num+icolumn]=0
if __name__=='__main__':
fun(0)
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