第1次实验——NPC问题(回溯算法、聚类分析)

实验内容

（1）八皇后及N皇后问题

    八皇后问题，是一个古老而著名的问题，是回溯算法的典型案例。该问题是国际西洋棋棋手马克斯·贝瑟尔于1848年提出：在8X8格的国际象棋上摆放八个皇后，使其不能互相攻击，即任意两个皇后都不能处于同一行、同一列或同一斜线上，问有多少种摆法。 高斯认为有76种方案。1854年在柏林的象棋杂志上不同的作者发表了40种不同的解，后来有人用图论的方法解出92种结果。计算机发明后，有多种方法可以解决此问题。

    请编程实现八皇后问题，并把92种解的前三种解输出到屏幕（8*8的二维矩阵，Q代表皇后，X代表空）。并把此问题的求解过程延伸到N皇后问题。

public class Queen {
 
	//同栏是否有皇后，1表示有
	private int[] column;
	//右上至左下是否有皇后
	private int []rup;
	//左上至右下是否有皇后
	private int[] lup;
	//解答
	private int[] queen;
	//解答编号
	private int num;
	public Queen(){
		column=new int[8+1];
		rup=new int[2*8+1];
		lup=new int[2*8+1];
		for(int i=1;i<=8;i++){
			column[i]=1;
		}
		for(int i=1;i<=2*8;i++){
			rup[i]=lup[i]=1;
			queen=new int[8+1];
		}
	}
	public void backtrack(int i){
		if(i>8){
			showAnswer();
		}
		else{
			for(int j=1;j<=8;j++){
				if(column[j]==1&&rup[i+j]==1&&lup[i-j+8]==1){
					queen[i]=j;//设定为占用
					column[j]=rup[i+j]=lup[i-j+8]=0;
					backtrack(i+1);
					column[j]=rup[i+j]=lup[i-j+8]=1;
				}
			}
		}
	}

	protected void showAnswer(){
		num++;
		System.out.println("\n解答"+num);
		for(int y=1;y<=8;y++){
			for(int x=1;x<=8;x++){
				if(queen[y]==x){
					System.out.print("Q");
				}
				else{
					System.out.print("X");
				}
			}
			System.out.println();
		}
	}
	public static void main(String[] args) {
		Queen queen=new Queen();
		queen.backtrack(1);
	}
}

扩展到N皇后的问题：

import java.util.Scanner;


public class Queen {
 
	//同栏是否有皇后，1表示有
	private int[] column;
	//右上至左下是否有皇后
	private int []rup;
	//左上至右下是否有皇后
	private int[] lup;
	//解答
	private int[] queen;
	//解答编号
	private int num;
	private int res;
	public Queen(int res){
		this.res=res;
		column=new int[res+1];
		rup=new int[2*res+1];
		lup=new int[2*res+1];
		for(int i=1;i<=res;i++){
			column[i]=1;
		}
		for(int i=1;i<=2*res;i++){
			rup[i]=lup[i]=1;
			queen=new int[res+1];
		}
	}
	public void backtrack(int i){
		if(i>res){
			showAnswer();
		}
		else{
			for(int j=1;j<=res;j++){
				if(column[j]==1&&rup[i+j]==1&&lup[i-j+res]==1){
					queen[i]=j;//设定为占用
					column[j]=rup[i+j]=lup[i-j+res]=0;
					backtrack(i+1);
					column[j]=rup[i+j]=lup[i-j+res]=1;
				}
			}
		}
	}

	protected void showAnswer(){
		num++;
		System.out.println("\n解答"+num);
		for(int y=1;y<=res;y++){
			for(int x=1;x<=res;x++){
				if(queen[y]==x){
					System.out.print("Q");
				}
				else{
					System.out.print("X");
				}
			}
			System.out.println();
		}
	}
	public static void main(String[] args) {
		System.out.print("请输入N：");
		Scanner scanner=new Scanner(System.in);
		int res=scanner.nextInt();
		System.out.println(res+"皇后的结果：");
		Queen queen=new Queen(res);
		queen.backtrack(1);
	}
}

 

（2）学生聚类分析思考(PPT,PDF)

    为了实现因材施教的目标，现教务处计划对学生进行摸底并分类，假如使用K均值聚类算法，并且认为学生大概可以分为四类，分别为“积极主动型”、“学霸型”、“游戏人生型”、“迷茫无目标型”。现在你是该项目的负责人，（1）请设计一个较为完整的项目实施方案；（2）你是否认可对学生进行分类？（3）按照你给定的实施方案与需要测量的要素（如天学习时间），请尝试按照自身情况对其进行回答，以及对自身的评价与定位和努力目标。

答：根据K均值聚类算法，我们可以根据学生的学习时间，娱乐时间（包含打机和其他体育活动），，做事是否积极，是否有目标，性格等测量因素对学生进行分类。

（2）认可

（3）根据自己的给定的实施方案：

 学习时间：每天3-4个小时

娱乐时间：2个小时左右

本人在做自己喜欢做的事情肯定非常积极，当然不是只局限与那种娱乐的事情。

自己目前的目标是学好编程，打好基础，希望毕业时能找到好工作，至于找到好工作之后，接下来该干什么，自己也有个底，那就是希望能胜任项目经理等管理岗位，不过未来还是未知数，遇到好的机遇自己会好好把握，毕竟一辈子呆在公司里的人极少。

对个人评价：在学习能力方面自己还是很主动的，在做事情方面，由于自己是担任班委，班里有什么需要的，自己也会积极主动贡献自己的一份心力。当然有时候自己在利用时间学习编程时，学到一定程度时会非常疲劳，会中途放弃，但是一想到自己下定决心搞开发时，自己也会回过头认真对待自己的选择。

个人的目标：我想每个人都想创业，然而创业也不是很容易，资金，团队，人际等是创业成功的因素。目前自己在这方面很欠缺，对于经验更是少之又少，所以目前的个人目标是先就业后创业，积累经验，多认识社会上一些大牛。