【LeetCode】52. N皇后 II

本文探讨了N皇后问题,这是一个经典的计算机科学问题,目标是在N×N的棋盘上放置N个皇后,使得没有两个皇后可以互相攻击。文章提供了一个递归深度优先搜索的解决方案,用于计算所有可能的配置数量。

n 皇后问题研究的是如何将 n 个皇后放置在 n×n 的棋盘上,并且使皇后彼此之间不能相互攻击。
在这里插入图片描述

上图为 8 皇后问题的一种解法。

给定一个整数 n,返回 n 皇后不同的解决方案的数量。

示例:

输入: 4

输出: 2

解释: 4 皇后问题存在如下两个不同的解法。
[
[".Q…", // 解法 1
“…Q”,
“Q…”,
“…Q.”],
["…Q.", // 解法 2
“Q…”,
“…Q”,
“.Q…”]
]

class Solution {
public:
    int totalNQueens(int n) {
        int res = 0;
        vector<int> pos(n, -1);
        totalNQueensDFS(pos, 0, res);
        return res;
    }
    void totalNQueensDFS(vector<int> &pos, int row, int &res) {
        int n = pos.size();
        if (row == n) ++res;
        else {
            for (int col = 0; col < n; ++col) {
                if (isValid(pos, row, col)) {
                    pos[row] = col;
                    totalNQueensDFS(pos, row + 1, res);
                    pos[row] = -1;
                }
            }
        }
    }
    bool isValid(vector<int> &pos, int row, int col) {
        for (int i = 0; i < row; ++i) {
            if (col == pos[i] || abs(row - i) == abs(col - pos[i])) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
};
LeetCode52题N皇后II要求统计n皇后不同的解决方案的数量,可使用回溯算法解决。回溯算法是一种通过尝试所有可能的解决方案,并在发现当前方案不可行时回退到上一步的算法。 ### C++解决方案 ```cpp class Solution { public: int count; int totalNQueens(int n) { count = 0; vector<int> colums(n); backtracking(n,0,colums); return count; } //回溯函数 void backtracking(int n,int row,vector<int>& colums){ //是否在所有n行都摆放好了皇后? if(row == n){ count++;//如果是的,表明找到了新的摆放方法,计数加1 return; } //尝试着将皇后放置在当前行中的每一列 for(int col=0;col<n;++col){ colums[row] = col; //检查是否合法,如果合法就继续到下一行 if(check(row,col,colums)){ backtracking(n,row+1,colums); } //如果不合法,就不要把皇后放在这列中(回溯) colums[row]=-1; } } //检查每行摆放的皇后是否合法 bool check(int row,int col,vector<int> colums){ for(int r=0;r<row;++r){//遍历每行 if(colums[r]==col || row-r==abs(colums[r]-col)){//正上方,和两侧斜对角线上不能有皇后 return false; } } return true; } }; ``` 此代码中,`totalNQueens`函数初始化计数变量`count`,并调用`backtracking`函数开始回溯过程。`backtracking`函数尝试在每一行放置皇后,若放置合法则继续到下一行,若不合法则回溯。`check`函数用于检查当前位置是否可以放置皇后,确保正上方和两侧斜对角线上没有其他皇后 [^2]。 ### C解决方案 ```c #include<stdio.h> #include<math.h> #include <stdbool.h> int rank[20];//pos列i行 bool vis[20];//标记第i行是否走过 int n=4,cnt=0; void dfs(int pos){ if(pos==n+1){//递归边界条件 cnt++; return; } for(int i=1;i<=n;i++){//枚举每行 if(vis[i]==false){ bool flag=true; for(int j=1;j<pos;j++){//枚举pos之前的皇后 if(abs(pos-j)==abs(i-rank[j])){ flag=false; break; } } if(flag){ rank[pos]=i;//pos列在i行 vis[i]=true; dfs(pos+1); vis[i]=false; } } } } int main(){ // scanf("%d",&n); dfs(1); printf("%d",cnt); return 0; } ``` 该代码使用深度优先搜索(DFS)实现回溯算法。`dfs`函数尝试在每一列放置皇后,若放置合法则标记该行已走过并递归到下一列,若不合法则回溯。`main`函数调用`dfs`函数开始搜索,并输出解决方案的数量 [^5]。
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