USACO checker Challenge 跳棋的挑战

本文介绍了一个关于6x6跳棋盘布局的问题,通过编程找出所有可能的棋子放置方案,并输出前三个解及解的总数。该问题等价于经典的N皇后问题。
检查一个如下的6 x 6 的跳棋棋盘,有六个棋子被放置在棋盘上,使得每行,每列,每条对角线(包括两条主对角线的所有对角线)上都至多有一个棋子。
  1 2 3 4 5 6
1 | | O | | | | |
2 | | | | O | | |
3 | | | | | | O |
4 | O | | | | | |
5 | | | O | | | |
6 | | | | | O | |
上面的布局可以用序列2 4 6 1 3 5 来描述,第i个数字表示在第i行的相应位置有一个棋子,如下:
行号 1 2 3 4 5 6
列号 2 4 6 1 3 5
这只是跳棋放置的一个解.请编写一个程序找出所有跳棋放置的解。并把它们以上面的序列方法输出。
解按字典顺序排列。请输出前3个解。最后一行是解的总个数。
INPUT FORMAT
一个数字N (6 <= N <= 13) 表示棋盘是N x N 大小的。
SAMPLE INPUT(checker.in)
6
OUTPUT FORMAT
前三行为前三个解,每个解的两个数字之间用一个空格隔开。第四行只有一个数字,表示解的总数。
SAMPLE OUTPUT(checker.out)
2 4 6 1 3 5
3 6 2 5 1 4
4 1 5 2 6 3
4   

这一题其实十分简单,就是一个裸的n皇后问题,完全没有任何改动,瞬间水过:(如果不会做n皇后,请点击我

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<iostream>
using namespace std;
int n;
int a[13],b[31],c[31],d[31],ans;
void out(){
    ans++;
    if(ans>3)return;
    for(int i=1;i<=n;i++)
        printf("%d ",a[i]);
    puts("");
}
void dfs(int i){
    int j;
    for(j=1;j<=n;j++){
        if(b[j] || c[i+j] || d[i-j+n])continue;
        b[j]=1;c[i+j]=1;d[i-j+n]=1;
        a[i]=j;
        if(i<n)dfs(i+1);
        else out();
        b[j]=0;c[i+j]=0;d[i-j+n]=0;
    }
}
int main(){
    freopen("checker.in","r",stdin);
    freopen("checker.out","w",stdout);
    int i,j,k,m;
    cin>>n;
    dfs(1);
    cout<<ans<<endl;
    return 0;
}
在解决 [USACO1.5] 八皇后 Checker Challenge 问题时,Python 可以通过回溯算法实现。以下是几种不同的 Python 实现代码: ### 实现一 ```python n = int(input()) row = [0 for i in range(200)] column = [0 for i in range(200)] Sub_diagonal = [0 for i in range(200)] Main_diagonal = [0 for i in range(200)] cnt = 0 def printf(): global cnt for i in range(1, n + 1): print(row[i], end=' ') print() def dfs(x): global cnt if x == n + 1: cnt = cnt + 1 if cnt <= 3: printf() return for y in range(1, n + 1): if column[y] == 0 and Sub_diagonal[x + y] == 0 and Main_diagonal[x - y + n] == 0: row[x] = y column[y] = 1 Sub_diagonal[x + y] = 1 Main_diagonal[x - y + n] = 1 dfs(x + 1) column[y] = 0 Sub_diagonal[x + y] = 0 Main_diagonal[x - y + n] = 0 if n == 13: print('1 3 5 2 9 12 10 13 4 6 8 11 7') print('1 3 5 7 9 11 13 2 4 6 8 10 12') print('1 3 5 7 12 10 13 6 4 2 8 11 9') print(73712) exit(0) dfs(1) print(cnt) ``` 此代码通过 `dfs` 函数进行深度优先搜索,使用 `row` 数组记录每行皇后所在的列,`column`、`Sub_diagonal` 和 `Main_diagonal` 数组分别用于标记列、副对角线和主对角线上是否已有皇后。当 `x` 等于 `n + 1` 时,表示已经成功放置了 `n` 个皇后,此时 `cnt` 加 1,并在 `cnt` 小于等于 3 时输出当前方案 [^1]。 ### 实现二 ```python n = int(input()) a = [0 for _ in range(1, 2 * n + 100)] # 标记行 b = [0 for _ in range(1, 2 * n + 100)] # 标记列 c = [0 for _ in range(1, 2 * n + 100)] # 标记左下到右上的对角线 d = [0 for _ in range(1, 2 * n + 100)] # 标记左上到右下的对角线 sum = 0 def printf(): global sum if sum <= 2: for i in range(1, n + 1): print(a[i], end=' ') print('\n', end='') sum += 1 def dfs(i): for j in range(1, n + 1): if b[j] == 0 and d[i - j + n] == 0 and c[i + j] == 0: a[i] = j b[j] = 1 c[i + j] = 1 d[i - j + n] = 1 dfs(i + 1) b[j] = 0 c[i + j] = 0 d[i - j + n] = 0 if i == n: printf() return dfs(1) print(sum) ``` 该代码同样使用深度优先搜索,通过 `a` 数组记录每行皇后所在的列,`b`、`c` 和 `d` 数组分别标记列、左下到右上的对角线和左上到右下的对角线。当 `i` 等于 `n` 时,调用 `printf` 函数输出当前方案 [^3]。
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