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递归--八皇后问题(Java)

递归--八皇后问题(Java)

作者: 归子莫 | 来源:发表于2020-06-25 11:41 被阅读0次

    递归--八皇后问题(Java)

    博客说明

    文章所涉及的资料来自互联网整理和个人总结,意在于个人学习和经验汇总,如有什么地方侵权,请联系本人删除,谢谢!

    问题介绍

    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8×8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

    问题思路

    1. 第一个皇后先放第一行第一列
    2. 第二个皇后放在第二行第一列、然后判断是否OK, 如果不OK,继续放在第二列、第三列、依次把所有列都放完,找到一个合适
    3. 继续第三个皇后,还是第一列、第二列……直到第8个皇后也能放在一个不冲突的位置,算是找到了一个正确解
    4. 当得到一个正确解时,在栈回退到上一个栈时,就会开始回溯,即将第一个皇后,放到第一列的所有正确解,全部得到.
    5. 然后回头继续第一个皇后放第二列,后面继续循环执行 1,2,3,4的步骤

    代码思路

    创建一个一维数组代替原本的二维数组,只针对列和斜线的判断

    采用循环来判断在第n个皇后的不同列(i)是否冲突

    使用递归来判断不同的皇后的情况

    代码

    package question;
    
    public class Queen {
        //定义最大的行
        int max = 8;
        //创建一维数组存储每行的列的位置
        int[] array = new int[max];
        //结果数
        static int count = 0;
        //检查是否冲突的次数
        static int judgecount = 0;
    
        public static void main(String[] args) {
            Queen queen = new Queen();
            queen.check(0);
            System.out.printf("一共有%d总解法", count);
            System.out.println();
            System.out.printf("一共有%d次判断冲突", judgecount);
        }
    
        //放置皇后
        private void check(int n) {
            if (n == max) {  //已经放置好
                //打印函数
                print();
                return;
            }
    
            //依次放置皇后的列数
            for (int i = 0; i < max; i++) {
                //把皇后放置到该行的第一列
                array[n] = i;
                //判断当前皇后在i列时是否冲突
                if (judge(n)) { //不冲突
                    //接着放n+1个皇后(递归)
                    check(n + 1);
                }
            }
        }
      
            //判断是否冲突
        private boolean judge(int n) {
            judgecount++;
            for (int i = 0; i < n; i++) {
                //由于n代表行,所以不会出现在同一行的情况,判断是否在同一列,判断是否在同一斜线上
                if (array[i] == array[n] || Math.abs(n - i) == Math.abs(array[n] - array[i])) {
                    return false;
                }
            }
            return true;
        }
    
        //打印结果
        private void print() {
            count++;
            for (int i = 0; i < array.length; i++) {
                System.out.print(array[i] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
    

    结果

    0 4 7 5 2 6 1 3 
    0 5 7 2 6 3 1 4 
    0 6 3 5 7 1 4 2 
    0 6 4 7 1 3 5 2 
    1 3 5 7 2 0 6 4 
    1 4 6 0 2 7 5 3 
    1 4 6 3 0 7 5 2 
    1 5 0 6 3 7 2 4 
    1 5 7 2 0 3 6 4 
    1 6 2 5 7 4 0 3 
    1 6 4 7 0 3 5 2 
    1 7 5 0 2 4 6 3 
    2 0 6 4 7 1 3 5 
    2 4 1 7 0 6 3 5 
    2 4 1 7 5 3 6 0 
    2 4 6 0 3 1 7 5 
    2 4 7 3 0 6 1 5 
    2 5 1 4 7 0 6 3 
    2 5 1 6 0 3 7 4 
    2 5 1 6 4 0 7 3 
    2 5 3 0 7 4 6 1 
    2 5 3 1 7 4 6 0 
    2 5 7 0 3 6 4 1 
    2 5 7 0 4 6 1 3 
    2 5 7 1 3 0 6 4 
    2 6 1 7 4 0 3 5 
    2 6 1 7 5 3 0 4 
    2 7 3 6 0 5 1 4 
    3 0 4 7 1 6 2 5 
    3 0 4 7 5 2 6 1 
    3 1 4 7 5 0 2 6 
    3 1 6 2 5 7 0 4 
    3 1 6 2 5 7 4 0 
    3 1 6 4 0 7 5 2 
    3 1 7 4 6 0 2 5 
    3 1 7 5 0 2 4 6 
    3 5 0 4 1 7 2 6 
    3 5 7 1 6 0 2 4 
    3 5 7 2 0 6 4 1 
    3 6 0 7 4 1 5 2 
    3 6 2 7 1 4 0 5 
    3 6 4 1 5 0 2 7 
    3 6 4 2 0 5 7 1 
    3 7 0 2 5 1 6 4 
    3 7 0 4 6 1 5 2 
    3 7 4 2 0 6 1 5 
    4 0 3 5 7 1 6 2 
    4 0 7 3 1 6 2 5 
    4 0 7 5 2 6 1 3 
    4 1 3 5 7 2 0 6 
    4 1 3 6 2 7 5 0 
    4 1 5 0 6 3 7 2 
    4 1 7 0 3 6 2 5 
    4 2 0 5 7 1 3 6 
    4 2 0 6 1 7 5 3 
    4 2 7 3 6 0 5 1 
    4 6 0 2 7 5 3 1 
    4 6 0 3 1 7 5 2 
    4 6 1 3 7 0 2 5 
    4 6 1 5 2 0 3 7 
    4 6 1 5 2 0 7 3 
    4 6 3 0 2 7 5 1 
    4 7 3 0 2 5 1 6 
    4 7 3 0 6 1 5 2 
    5 0 4 1 7 2 6 3 
    5 1 6 0 2 4 7 3 
    5 1 6 0 3 7 4 2 
    5 2 0 6 4 7 1 3 
    5 2 0 7 3 1 6 4 
    5 2 0 7 4 1 3 6 
    5 2 4 6 0 3 1 7 
    5 2 4 7 0 3 1 6 
    5 2 6 1 3 7 0 4 
    5 2 6 1 7 4 0 3 
    5 2 6 3 0 7 1 4 
    5 3 0 4 7 1 6 2 
    5 3 1 7 4 6 0 2 
    5 3 6 0 2 4 1 7 
    5 3 6 0 7 1 4 2 
    5 7 1 3 0 6 4 2 
    6 0 2 7 5 3 1 4 
    6 1 3 0 7 4 2 5 
    6 1 5 2 0 3 7 4 
    6 2 0 5 7 4 1 3 
    6 2 7 1 4 0 5 3 
    6 3 1 4 7 0 2 5 
    6 3 1 7 5 0 2 4 
    6 4 2 0 5 7 1 3 
    7 1 3 0 6 4 2 5 
    7 1 4 2 0 6 3 5 
    7 2 0 5 1 4 6 3 
    7 3 0 2 5 1 6 4 
    一共有92总解法
    一共有15720次判断冲突
    

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