算法之n皇后问题

本文介绍了n皇后问题,即如何在n×n棋盘上放置n个皇后,确保它们互不攻击。通过分析问题解空间树和使用剪枝函数排除不符合行、列、斜线约束的解,实现算法的时间复杂度为O(n^3)。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

1. 问题描述:n×n的棋盘上放置彼此不受攻击的n个皇后。按照国际象棋的规则,皇后可以攻击与之处在同一行或同一列或同一斜线上的棋子。n皇后问题等价于在n×n的棋盘上放置n个皇后,任何2个皇后不能放在同一行或同一列或同一斜线上。

2. 问题分析:

### 关于N皇后问题的回溯算法实现及解析 #### 一、N皇后问题简介 N皇后问题是经典计算机科学难题之一,旨在找到一种方法,在\( N \times N \)大小的国际象棋棋盘上放置 \( N \)个皇后,让这些皇后互不攻击对方。这意味着任何两个皇后都不能处于同一行、同一列或相同对角线之上[^1]。 #### 二、回溯算法原理 回溯是一种通过尝试所有可能解决方案来解决问题的方法;如果当前方案无法继续,则返回前一步重新选择其他路径直到找到解为止。对于N皇后问题而言,就是逐行摆放皇后并验证合法性,当某一行无合适位置时则撤销最近一次操作再试下一处,直至完成全部皇后的安置或是遍历完所有可能性[^2]。 #### 三、具体实现过程 为了更好地理解这一逻辑流程,下面给出Python版本的具体代码示例: ```python def solve_n_queens(n): result = [] def is_not_under_attack(row, col): return not (cols[col] + hill_diagonals[row - col] + dale_diagonals[row + col]) def place_queen(row, col): queens.add((row, col)) cols[col], hill_diagonals[row - col], dale_diagonals[row + col] = True, True, True def remove_queen(row, col): queens.remove((row, col)) cols[col], hill_diagonals[row - col], dale_diagonals[row + col] = False, False, False def backtrack(row=0, count=0): for col in range(n): if is_not_under_attack(row, col): place_queen(row, col) if row + 1 == n: result.append(queens.copy()) count += 1 else: count = backtrack(row + 1, count) remove_queen(row, col) return count cols = [False] * n hill_diagonals = [False] * (2 * n - 1) dale_diagonals = [False] * (2 * n - 1) queens = set() total_solutions = backtrack() board_formatting = lambda queens: ['.'*i + 'Q' + '.'*(n-i-1) for i in sorted(list({q[1] for q in queens}))] formatted_boards = list(map(board_formatting, result)) return formatted_boards, total_solutions if __name__ == "__main__": solutions, num_of_solutions = solve_n_queens(8) print(f"Total number of distinct solutions to the {len(solutions)} Queens puzzle:") for solution in solutions[:min(len(solutions), 3)]: for line in solution: print(line) print("") ``` 上述程序定义了一个`solve_n_queens`函数用于求解给定规模下的N皇后问题,并打印部分结果作为展示[^4]。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值