LintCode N皇后问题

题目

n皇后问题是将n个皇后放置在n*n的棋盘上，皇后彼此之间不能相互攻击。

给定一个整数n，返回所有不同的n皇后问题的解决方案。

每个解决方案包含一个明确的n皇后放置布局，其中“Q”和“.”分别表示一个女王和一个空位置。

样例
对于4皇后问题存在两种解决的方案：

[".Q..", // Solution 1

 "...Q",

 "Q...",

 "..Q."],

["..Q.", // Solution 2

 "Q...",

 "...Q",

 ".Q.."]

分析

经典的问题，找出各个可行解。
首先我们判断怎样的位置是可行的，也就是不在同一行，不在同一列，且不在对角线上。
自然每个都在不同行上，所以我们可以把问题简化，在每一行找可以放进皇后的列。

一行一行的找遇到可行的列就加进去，当list的大小等于n的时候，就说明加满了，可以把结果存进去。

代码

class Solution {
    /**
     * Get all distinct N-Queen solutions
     * @param n: The number of queens
     * @return: All distinct solutions
     * For example, A string '...Q' shows a queen on forth position
     */
    ArrayList> solveNQueens(int n) {
        ArrayList> results = new ArrayList<>();
        if (n <= 0) {
            return results;
        }
        
        search(results, new ArrayList(), n);
        return results;
    }
    
    /*
     * results store all of the chessboards
     * cols store the column indices for each row
     */
    private void search(ArrayList> results,
                        ArrayList cols,
                        int n) {
        if (cols.size() == n) {
            results.add(drawChessboard(cols));
            return;
        }
        
        for (int colIndex = 0; colIndex < n; colIndex++) {
            if (!isValid(cols, colIndex)) {
                continue;
            }
            cols.add(colIndex);
            search(results, cols, n);
            cols.remove(cols.size() - 1);
        }
    }
    
    private ArrayList drawChessboard(ArrayList cols) {
        ArrayList chessboard = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < cols.size(); i++) {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            for (int j = 0; j < cols.size(); j++) {
                sb.append(j == cols.get(i) ? 'Q' : '.');
            }
            chessboard.add(sb.toString());
        }
        return chessboard;
    }
    
    private boolean isValid(ArrayList cols, int column) {
        //cols存储了每一行Q所在的列
        int row = cols.size();
        
        //不能在同一列，且不能为对象线上的元素
        for (int rowIndex = 0; rowIndex < row; rowIndex++) {
            if (cols.get(rowIndex) == column) {
                return false;
            }
            if (Math.abs(rowIndex - row) == Math.abs(column - cols.get(rowIndex))) {
                return false;
            }
            
        }
        return true;
    }
};