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  • 递归回溯算法解决八皇后问题

    函数递归调用,本质还是依托于栈,栈具有后进先出的特点,可以很好的实现回溯。

    八皇后问题是典型的运用回溯思为解决问题的例子。

    code:

    #include <stdio.h>
    
    #define N 8
    
    typedef struct _tag_Pos
    {
        int ios;
        int jos;
    } Pos;
    
    static char board[N+2][N+2];
    static Pos pos[] = { {-1, -1}, {-1, 0}, {-1, 1} };
    static int count = 0;
    
    void init(void)
    {
        int i = 0;
        int j = 0;
        
        for(i=0; i<N+2; i++)
        {
            board[0][i] = '#';//横边界
            board[N+1][i] = '#';//横边界
            board[i][0] = '#';//竖边界
            board[i][N+1] = '#';//竖边界
        }
        
        for(i=1; i<=N; i++)
        {
            for(j=1; j<=N; j++)
            {
                board[i][j] = ' ';//棋盘用空格
            }
        }
    }
    
    void display()
    {
        int i = 0;
        int j = 1;
        
        for(i=0; i<N+2; i++)
        {
            for(j=0; j<N+2; j++)
            {
                printf("%c", board[i][j]);
            }
            
            printf("
    ");
        }
    }
    
    int check(int i, int j)
    {
        int ret = 1;
        int p = 0;
        
        for(p=0; p<3; p++)
        {
            int ni = i;
            int nj = j;
            
            while( ret && (board[ni][nj] != '#') )//3个方向,不是边界
            {
                ni = ni + pos[p].ios;
                nj = nj + pos[p].jos;
                
                ret = ret && (board[ni][nj] != '*');//不是皇后
            }//如果满足,返回1,表示该点可以放置皇后
        }
        
        return ret;
    }
    
    void find(int i)
    {
        int j ;
        
        if( i > N )
        {
            count++;
            
            printf("Solution: %d
    ", count);
            
            display();
            
            //getchar();
        }
        else
        {
            for(j=1; j<=N; j++)
            {
                if( check(i, j) )
                {
                    board[i][j] = '*';//第一步:放置皇后,如果放置符合要求,递归会把正确的打印出来
                    
                    find(i+1);
                    
                    board[i][j] = ' ';//第二步 :如果第一步放置的位置符合要求,把之前放置皇后的位置清空,因为皇后的位置已经通过递归正确的display了,这里清除不影响,
                                     //如果第一步放置的皇后位置不正确,这里的清空就是回溯
    
                }
            }
        }
    }
    
    int main()
    {
        init();
        find(1);
        
        return 0;
    }

    一共92种解法。

    首先为八皇后自设定了边界,所以二维数组的大小为 [N+2]  [N+2].然后直角坐标系以左上方开始。

    判断皇后是否可以放置,即为三个方向的判断:

     所以,如果判断左上方,坐标是(-1,-1),依次循环可以无限延伸左上方,直到边界或者有皇后停止,

    同理,正上方就是(-1,0),右上方就是(-1,1)。

    我们可以更改默认棋盘的空格为数字1-8,这样可以显示的观察皇后的位置:

    find函数加入一个缓存变量:

    输出结果:

    使用递归回溯是解决八皇后问题的有效方法,这样的代码比较简短易懂。

    使用递归的方式,就要有递归的思想,不要陷入递归的细节无法自拔。

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