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八皇后问题的相关C++代码解答示例

2020-01-26 14:58:49
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来源:转载
供稿:网友

八皇后问题即指在一个8*8的棋盘上放置8个皇后,不允许任何两个皇后在棋盘的同一行、同一列和同一对角线上。关键字:递归、上溯.通用技巧:
经观察发现,对8 x 8的二维数组上的某点a[i][j](0<=i,j<=7)
其主对角线(即左上至右下)上的每个点的i-j+7的值(范围在(0,14))均相等;
其从对角线(即右上至左下)上的每个点的i+j的值(范围在(0,14))均相等;
且每个主对角线之间的i-j+7的值均不同,每个从对角线之间的i-j+7的值亦不同;
如a[3][4]:
主:3-4+7=6
从:3+4=7
因此可设两个数组b[15],c[15]分别表示主、从对角线是否安全
(为1表示有皇后,不安全;为0表示安全)

每行有且仅有一个皇后:
每i个皇后放在每i行(0<=i<=7)
void eightQueens( int line );

题目描述: 
会下国际象棋的人都很清楚:皇后可以在横、竖、斜线上不限步数地吃掉其他棋子。如何将8个皇后放在棋盘上(有8 * 8个方格),使它们谁也不能被吃掉!这就是著名的八皇后问题。  
对于某个满足要求的8皇后的摆放方法,定义一个皇后串a与之对应,即a=b1b2...b8,其中bi为相应摆法中第i行皇后所处的列数。已经知道8皇后问题一共有92组解(即92个不同的皇后串)。 
给出一个数b,要求输出第b个串。串的比较是这样的:皇后串x置于皇后串y之前,当且仅当将x视为整数时比y小。 
输入: 
第1行是测试数据的组数n,后面跟着n行输入。每组测试数据占1行,包括一个正整数b(1 <= b <= 92) 
输出: 
输出有n行,每行输出对应一个输入。输出应是一个正整数,是对应于b的皇后串。 
样例输入: 


92 
样例输出: 
15863724 
84136275 

思路
先贴出一个可以ac的摆放位置出来,防止大家连国际象棋棋盘的样子都不清楚。

2015815110349401.png (395×269)

由于八个皇后不能处在同一行,那么可以肯定每个皇后占据一行。我们可以先定义一个数组column[9],数组中的第i个数字表示位于第i行皇后的列号(因为数组下标从0开始,因此这里想表示1-8需要申请9个整型的数据空间)。
先把column数组初始化为1-8,忽略开始的第一个元素
接下来,对column做无重复的全排列,因为我们使用不同的数字对column进行初始化,所以八皇后肯定在不同的列。
接下来,我们只需要判断八皇后是否在同一对角线即可,学过数学的都知道,可以表示为y = x + b 或者 y = -x + b

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h> #define EIGHT 8 struct result{  int total;  int num[10];}; int wzyindex, column[10];struct result results[100]; /** * Description:预处理八皇后的下标数组 */void pre_prosess(int n){  int i;   for (i = 1; i <= n; i ++) {    column[i] = i;  }} /** * Description:column数组数字交换 */void swap(int begin, int k){  int temp;   temp = column[begin];  column[begin] = column[k];  column[k] = temp;} /** * Description:防止全排列出现重复数据 */int check_swap(int begin, int k){  int i;  for (i = begin; i < k; i ++) {    if (column[i] == column[k]) {      return 0;    }  }  return 1;} int is_eightqueue(int n){  int i, j;  for (i = 1; i <= n; i ++) {    for (j = i + 1; j <= n; j ++) {      if (i - j == column[i] - column[j] || i - j == column[j] - column[i])        return 0;    }  }  return 1;} void permutation_queue(int begin, int end){  int k, total;  if (begin == end) { // 检查八皇后排列正确性    if (is_eightqueue(end)) {      for (k = 1, total = 0; k <= end; k ++) {        total = 10 * total + column[k];        results[wzyindex].num[k] = column[k];       }      results[wzyindex].total = total;      wzyindex ++;    }  } else {  // 全排列    for (k = begin; k <= end; k ++) {      if (check_swap(begin, k)) { // 保证无重复的全排列        swap(begin, k);        permutation_queue(begin + 1, end);        swap(begin, k);      }      }  }} int compare(const void *p, const void *q){  const struct result *a = p;  const struct result *b = q;   return a->total - b->total;} int main(){  int i, n, m;  pre_prosess(EIGHT);  wzyindex = 0;  permutation_queue(1, EIGHT);  qsort(results, wzyindex, sizeof(results[0]), compare);  while (scanf("%d", &n) != EOF) {    while (n --) {      scanf("%d", &m);      m -= 1;      for (i = 1; i <= EIGHT; i ++) {        printf("%d", results[m].num[i]);      }      printf("/n");    }  }   return 0;}

/**************************************************************
    Problem: 1140
    User: wangzhengyi
    Language: C
    Result: Accepted
    Time:10 ms
    Memory:916 kb
****************************************************************/
dfs思路
其实就是dfs挨层遍历,找出所有符合要求的组合,直接上ac代码

#include <stdio.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>#include <math.h> #define N 8 typedef struct point {  int x, y;} point;point pts[N]; typedef struct string {  char str[N + 1];} string;string strs[93]; int windex, count; int isOk(int x, int y){  int i, flag = 1;   for (i = 0; i < count; i ++) {    if (pts[i].y == y || abs(y - pts[i].y) == abs(x - pts[i].x)) {      flag = 0;      break;    }  }   return flag;} void bfsEight(int level){  int i;   if (level > N) {    for (i = 0; i < N; i ++) {      strs[windex].str[i] = pts[i].y + '0';    }    strs[windex].str[i] = '/0';    windex ++;  } else {    point t;    for (i = 1; i <= N; i ++) {      t.x = level;      t.y = i;       if (isOk(t.x, t.y)) {        pts[count ++] = t;        bfsEight(level + 1);        count -= 1;      }    }  }} int cmp(const void *p, const void *q){  const string *a = p;  const string *b = q;   return strcmp(a->str, b->str);} int main(void){  int n, num;   count = windex = 0;   bfsEight(1);  qsort(strs, count, sizeof(strs[0]), cmp);   scanf("%d", &n);   while (n --) {    scanf("%d", &num);     printf("%s/n", strs[num - 1].str);  }   return 0;}

/**************************************************************
    Problem: 1140
    User: wangzhengyi
    Language: C
    Result: Accepted
    Time:10 ms
    Memory:916 kb
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