蓝桥杯 基础练习 2n皇后问题 (简单dfs暴力+优化剪枝)

本文详细阐述了解决2n皇后问题的算法实现,包括输入格式、输出格式及样例输入输出说明。通过枚举和检测方法,优化速度进行优化,并提供了完整的代码实现,最终输出所有符合条件的放置方案数量。
  基础练习 2n皇后问题  
时间限制:1.0s   内存限制:512.0MB
      
问题描述
  给定一个n*n的棋盘,棋盘中有一些位置不能放皇后。现在要向棋盘中放入n个黑皇后和n个白皇后,使任意的两个黑皇后都不在同一行、同一列或同一条对角线上,任意的两个白皇后都不在同一行、同一列或同一条对角线上。问总共有多少种放法?n小于等于8。
输入格式
  输入的第一行为一个整数n,表示棋盘的大小。
  接下来n行,每行n个0或1的整数,如果一个整数为1,表示对应的位置可以放皇后,如果一个整数为0,表示对应的位置不可以放皇后。
输出格式
  输出一个整数,表示总共有多少种放法。
样例输入
4
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
样例输出
2
样例输入
4
1 0 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
样例输出
0


/*
思路:枚举  然后检测,回朔 
总共有s=n*n个点   对于每个点 横坐标为s/now,纵坐标为s%n  
水平方向  只需要检查0到s/now
竖直方向  只需要检查0到s%now
斜线方向 只需要检查左上和右上 
能到达s就为一种方案 累加 
*/
#include <iostream>
#include <string.h>
#include <cstdio>
using namespace std;
const int N=10;
int map[N][N]; //0不能放 1可以放 2是黑皇后 3是白皇后 
bool row[N][2],column[N][2];  
//标记横列有没放 优化速度  0代表黑,1代表白 二维数组 
int n,re;
inline bool check(int x,int y,int v){
	//检查横竖和斜线 
	int i,a,b;
	
	//检查横 
	/*for(i=0;i<y;i++){
		if(map[x][i]==v)
		return false;
	} */
	//优化 
	 if(row[x][v-2])
	   return false;
	   	
	 //检查竖 
	/*for(i=0;i<x;i++){
		if(map[i][y]==v)
		return false;
	} */
	//优化
	  if(column[y][v-2])
	    return false; 
	
	//检查左上和右上  左上(-1,-1)*i  右上(-1,1)*i 
	
	//检查左上 
	for(i=1;;i++){
	    a=x-i;
		b=y-i;
		if(a<0||b<0)
		  break;
		if(map[a][b]==v)
		return false;
	}
	
	//检查右上 
	for(i=1;;i++){
	    a=x-i;
		b=y+i;
		if(a<0||b>=n)
		  break;
		if(map[a][b]==v)
		return false;
	}
	
	return true;
}

void dfs(int now){
	int x=now/n;
	int y=now%n;
	
	//优化 到目前行位置前面每行行都有各一个黑白皇后
	for(int i=0;i<x;i++)
		if(!row[i][0]||!row[i][1])
		   return; 
		   
	if(now==n*n){
		//结果检测  各有n个黑和白皇后
		/*没优化 n^2 
		int i,j,black=0,white=0;
		for(i=0;i<n;i++)
		for(j=0;j<n;j++){
			if(map[i][j]==2)
			 black++;
			 else if(map[i][j]==3)
			 white++;
		}		
		if(white==n&&black==n) */
		
		re++;
		return;
	}
	
	if(map[x][y]==1){     //当前格子可以放皇后 
	    if(check(x,y,2))  
	      {
	      	row[x][0]=1;      //标记行列有人了 
	      	column[y][0]=1;
	      	map[x][y]=2;
	      	dfs(now+1);
	      	map[x][y]=1;
	      	row[x][0]=0;
	      	column[y][0]=0;
		  }
		if(check(x,y,3)){
			row[x][1]=1;      //标记行列有人了 
	      	column[y][1]=1;
			map[x][y]=3;
	      	dfs(now+1);
	      	map[x][y]=1;
	      	row[x][1]=0;      
	      	column[y][1]=0;
		}	
	}
	dfs(now+1);      //不放 
}

int main(){
    int i,j;
    while(cin>>n){
    	re=0;
    	
    	memset(row,0,sizeof(row));
    	memset(column,0,sizeof(column));
    	
    	for(i=0;i<n;i++) 
    	for(j=0;j<n;j++)
    		 cin>>map[i][j];
		
		dfs(0);
		cout<<re<<endl;
	}
	return 0;
}
/*
2n皇后问题	01-01 17:01	2.390KB	C++	正确	100	280ms	2.5MB	评测详情
2n皇后问题	01-01 16:56	2.358KB	C++	运行超时	62	运行超时	2.503MB	评测详情
2n皇后问题	01-01 16:41	1.699KB	C++	运行超时	50	运行超时	2.503MB	评测详情
*/


### 八皇后问题DFS C++实现 八皇后问题是经典的回溯算应用之一,其目标是在8×8的国际象棋棋盘置八个皇后,使得任意两个皇后不能互相攻击。这意味着任何两个皇后都不可以位于同一行同一同一斜线上。 以下是基于深度优先搜索 (DFS) 的 C++ 实现代码: ```cpp #include <iostream> using namespace std; const int N = 8; int board[N]; // 存储每一行皇后位置 bool col[N], diag1[2 * N], diag2[2 * N]; // 记录对角线的状态 void solve(int row, int &count) { if (row == N) { // 如果已经8皇后,则找到一个解 count++; cout << "Solution #" << count << ": "; for (int i = 0; i < N; ++i) { cout << board[i] + 1 << ' '; // 输出每个皇后所在的号(从1开始) } cout << endl; return; } for (int c = 0; c < N; ++c) { // 尝试在当前行的每一皇后 if (!col[c] && !diag1[row + c] && !diag2[row - c + N]) { // 判断当前位置是否安全 board[row] = c; // 皇后 col[c] = true; // 占用该 diag1[row + c] = true; // 占用左下到右上的对角线 diag2[row - c + N] = true; // 占用左上到右下的对角线 solve(row + 1, count); // 继续处理下一行 col[c] = false; // 还原状态 diag1[row + c] = false; diag2[row - c + N] = false; } } } int main() { int solutionCount = 0; solve(0, solutionCount); cout << "Total solutions: " << solutionCount << endl; return 0; } ``` #### 关键点解释 上述程序利用了三个布尔型数组 `col`、`diag1` `diag2` 来记录以及两种类型的对角线是否已经被占用。这些标记帮助我们快速判断某个位置是否适合皇后[^1]。 当尝试皇后时,如果发现某对角线已被其他皇后占据,则跳过此位置并继续寻找下一个可能的位置。一旦成功置了一个皇后,就递归调用函数去处理下一排。这种策略正是典型的 **深度优先搜索** 思想的应用[^2]。 #### 时间复杂度分析 由于每次都需要检查最多N种可能性,并且共有N层递归调用,因此最坏情况的时间复杂度为 O(N!)。然而,在实际运行过程中会因为剪枝操作而减少不必要的计算量,从而提高效率。
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