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  • 递归八皇后问题(回溯算法)

    八皇后问题介绍

      八皇后问题是国际西洋棋手马克斯·贝瑟尔于1848年提出:在8×8格的国际象棋上摆放八个皇后,使其不能相互攻击,即:任意两个皇后不能处于同一行、同一列或者同一斜线上,问有多少种摆法(共92种)。

    八皇后问题算法思路分析

      1.第一个皇后先放在第一行第一列

      2.第二个皇后放在第二行第一列,然后判断是否可行,如果不可行,继续放在第二列、第三列,依次把所有列都放完,找到一个合适的位置。

      3.继续第三个皇后,还是第一列、第二列......直到第8个皇后也能放在一个不冲突的位置上,就找到了一个正确的解法

      4.当得到一个正确的解法是,在栈回退到上一个栈时,就会开始回溯,即将第一个皇后,放到第一列的所有正确解法全部得到。

      5.然后回头继续第一个皇后放到第二列,后面继续循环执行1,2,3,4步骤。、

    实现代码

    package com.atxihua;
    
    public class Queue8 {
        //定义一个max表示共有多少个皇后
        int max=8;
        //定义数字array,保存皇后存放位置的结果,比如arr={0,4,7,5,2,6,1,3}
        int[] array=new int[max];
        static int count=0;
        static int judgeCount=0;
        //测试八皇后是否正确
        public static void main(String[] args) {
            Queue8 queue8=new Queue8();
            queue8.check(0);
            System.out.println("一共有"+count+"种解法");//92
            System.out.println("一共发生"+judgeCount+"次冲突");//15720
        }
        //编写一个方法,放置第n个皇后
        //特别注意:check是每一次递归时,进入到check中都有for(int i=0;i<max;i++),因此会回溯
        private void check(int n) {
            if(n==max){
                //n=8,说明8个皇后已经放好
                print();
                return;
            }
            //依次放入皇后,并判断是否冲突
            for(int i=0;i<max;i++){
                //先把当前这个皇后n,放到该行的第1列
                array[n]=i;
                //判断当放置第n个皇后到第i列时,是否发生冲突
                if(judge(n)){//不冲突
                    //接着放n+1个皇后,即开始递归
                    check(n+1);
                }
                //如果冲突,就继续执行array[n]=i;即将第n个皇后,放置在本行的后移一个位置
            }
        }
        //当我们放置第n个皇后,就去检测该皇后是否和前面已经摆放的皇后冲突
        private boolean judge(int n) {
            judgeCount++;
            for(int i=0;i<n;i++){
                /*
                * 说明
                * array[i]==array[n]表示判断第n个皇后是否和前面的n-1个皇后在同一列
                * Math.abs(n-i)==Math.abs(array[n]-array[i])表示判断第n个皇后是否和第i个皇后是否在同一斜线
                * n=1 放置第2列 n=1 array[1]=1
                * Math.abs(1-0)==1 Math.abs(array[n]-array[i])=Math.abs(1-0)=1
                * 判断是否在同一行,没有必要,n每次都在递增
                * */
                if(array[i]==array[n]||Math.abs(n-i)==Math.abs(array[n]-array[i])){
                    return false;
                }
            }
            return true;
        }
    //写一个方法,可以将皇后摆放的位置输出
        private void print() {
            count++;
            for(int i=0;i<array.length;i++){
                System.out.print(array[i]+" ");
            }
            System.out.println();
        }
    }

    部分运行结果:

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