《c程序设计竞赛教程》例8.7 8皇后问题
问题描述:
八皇后问题,是一个古老而著名的问题,是回溯算法的典型例题。该问题是十九世纪著名的数学家高斯1850年提出:在8X8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。
问题分析:
这个问题是输出“所有”满足条件的放置方案,可以考虑采用枚举法实现。
首先考虑8个皇后在棋盘中的位置,皇后的位置是按棋盘的行列来表示的,行列的取值为1~8.由于皇后直接不能相互攻击,所以在每行和每列上都有且仅有一个皇后。
那么问题的解就可以用一个8位数表示,8位数的第k位为i,表示棋盘上的第k行的第j列放置了一个皇后。
可能解的区间,因为任意两个皇后不允许在同一行或者同一列,所以这个8位数中数字1~8应各出现一次,不能重复,因此,解的区间应为【12345678,87654321】。
约束条件:定义8位数存储结构,每位表示棋盘的一行,一个8位数能保证每行有一个皇后。若每列只有一个皇后,则该8位数的各位数字应互不相同,即1~8在8位数中各出现一次。检查方法可以设置数组f,f(x)为8位数中数字x出现的次数,若f(1)~f(8)均为1,即数字1~8在8位数中各出现一次,则满足条件,否则,不是问题的解。
对条件不能在同一对角线上的判断,设数组g,若8位数中第k个数字为x,则有g[k] = x,即第k行,第x列有一个皇后,若两个皇后同处一条45°线上时,
则有:|g[j]-g[k]| == |j-k|。
代码如下:
#include <stdio.h> #include <math.h> //检查1-8是否各出现一次,若是,则返回1,否则返回0 int check_1_8( long m ) { int f[10], i, flag; for ( i=0; i<10; i++ ) f[i] = 0; while ( m!=0 ) { f[m%10]++; m = m / 10; } for ( flag=1, i=1; i<=8; i++ ) { if ( f[i]!=1 ) { flag = 0; break; } } return flag; } //检测是否在同一对角线上,若不在,返回1,否则返回0; int check_dia( long m ) { int g[9], i, j, flag; for ( i=8; i>=1; i-- ) { g[i] = m % 10; m = m / 10; } flag = 1; for ( i=1; i<=7; i++ ) { for ( j=i+1; j<=8; j++ ) { if ( abs(g[j]-g[i]) == j-i) { flag = 0; break; } } } return flag; } int main() { int n=0; //总数 long a; for ( a=12345678; a<=87654321; a+=9 ) //枚举所有可能数 { if ( check_1_8( a ) == 0 ) //检查数字1-8 continue; if ( check_dia( a ) == 0 ) //检测对角线 continue; printf("%ld ", a); //得到一个解 n++; if ( n%6==0 ) //每行打印6个 printf("\n"); } printf("\n%d\n", n); //输出总的方案数 return 0; }