八皇后问题
问题描述：
在一个8 X8的棋盘里放置8个皇后，要求每个皇后两两之间不相冲突
(在每一横列，竖列，斜列只有一个皇后)。
求解：
标题:
八皇后问题的解(回溯法程序代码)
发信站:
网易虚拟社区(Fri Jul 14 10:06:52 2000)站, 内信件
以前上学的时候，写8 皇后程序的时候偷懒用最笨的算法，在8086 上计算十皇后的时候，我放了张纸条，说明计算机正在运行，然后去吃饭，吃完以后，才看到结果。前几天，刚好有空，所以重写了一次，以补当年的遗憾。
#include "stdio.h"
int attacked(int *array,int position){
int flag=-1;
float step;
if(position==1) return flag;
for(step=
1.00;step if(*(array+(int)step)==*(array+position)||step==position) return 1; if(((*(array+(int)step)-*(array+position))/(step-position))==1||((* (array+(int)step)-*(array+position))/(step-position))==-1){ flag=1; break;}} return flag;}void main(void){ int countSum,queenSum,printCount,*queenArray,queenPosition=0; int tempArray[20]={66,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}; countSum=1; queenArray=tempArray; printf("input you queenSum here: "); scanf("%d",&queenSum); fflush(stdin); if(queenSum<4){ printf("the %d queen's sum is 0\n",queenSum); return;}for(;;){ if(countSum if(countSum==1&&*(queenArray+countSum)==1) countSum++; if(attacked(queenArray,countSum)==1){ if(*(queenArray+countSum)>=queenSum){ if(*(queenArray+countSum-1) ++*(queenArray+(--countSum)); *(queenArray+countSum+1)=0;}else{ *(queenArray+countSum--)=0; if(*(queenArray+countSum) else{ if(countSum==1&&*(queenArray+countSum)==queenSum) break; *(queenArray+countSum--)=0; ++*(queenArray+countSum);}}}else ++*(queenArray+countSum);}else ++*(queenArray+(++countSum));}else{ if(attacked(queenArray,countSum)==1){ if(*(queenArray+countSum)>=queenSum){ if(*(queenArray+countSum- 1) *(queenArray+countSum+1)=0; continue;}else{ *(queenArray+countSum--)=0; if(*(queenArray+countSum) *(queenArray+countSum--)=0; ++*(queenArray+countSum);}continue;}} else { ++*(queenArray+countSum); continue;}} queenPosition++; for(printCount=1;printCount<=queenSum;printCount++) printf("%3d%",*(queenArray+printCount)); if(printCount>=queenSum) printf("\n"); if(*(queenArray+countSum)>=queenSum){ ++*(queenArray+(--countSum)); //the "++" priority is different from turbo C *(queenArray+countSum+1)=0;}++*(queenArray+countSum);}} printf("the %d queen's sum is %d\n",queenSum,queenPosition);}-- 谁能告诉我！！现在完成一件耗日持久的事后，不再象以前有轻松的感觉？？ #include #include #include int NUM = 0; void FindQuePos(int *posArray, int queen_num,int deep){int i; if(deep == queen_num){for(i = 0;i < queen_num;i++) printf("(%d,%d) ",i+1,posArray[i]+1); printf("\n"); NUM++;}else{int j,check; for(j = 0;j < queen_num; j++){check = 1; for(i = 0;i < deep;i++){if(posArray[i] == j || posArray[i] - j == i - deep || posArray[i] - j == deep - i) check = 0;}if(check){int *posArray2; posArray2 = (int*)malloc(sizeof(int)*queen_num); for(i = 0;i < deep;i++) posArray2[i] = posArray[i]; posArray2[deep] = j; deep++; FindQuePos(posArray2,queen_num,deep); deep--; free(posArray2);}}}} int main(int argc,char **argv){int *posArray; if(argc < 2) FindQuePos(posArray,8,0); else FindQuePos(posArray,atoi(argv[1]),0); printf("Have %d cases !\n",NUM);}//8 Queen 递归算法// 如果有一个Q 为chess[i]=j; //则不安全的地方是k行j位置,j+k-i位置,j-k+i位置 class Queen8{ static final int QueenMax = 8; static int oktimes = 0; static int chess[] = new int[QueenMax];// 每一个Queen 的放置位置 public static void main(String args[]){ for (int i=0;i placequeen (0); System.out.println("\n\n\n 八皇后共有"+oktimes+"个解法made by yifi 2003");} publicstaticvoidplacequeen(intnum){//num 为现在要放置的行数inti=0; booleanqsave[]=newboolean[QueenMax]; for(;i // 下面先把安全位数组完成 i=0;//i 是现在要检查的数组值 while(i qsave[chess[i]]=false; intk=num-i; if((chess[i]+k>=0)&&(chess[i]+k if((chess[i]-k>=0)&&(chess[i]-k i++;}// 下面历遍安全位 for(i=0;i placequeen(num+1);}else{//numislastone chess[num]=i; oktimes++; System.out.println(” 这是第"+oktimes+"个解法如下： "); System.out.println("第n 行:”)；for(i=0;i 5 if(chess[i]==0)； else for(intj=0；j row+="++"； intj=chess[i]； while(j System.out.println(row)；}}}// 历遍完成就停止}} C#解法 usingSystem； classQueen{ constin tSIZE=8;〃皇后数 publicstaticvoidMain(){int[]Queen=newint[SIZE];// 每行皇后的位置 inty,x,i,j,d,t=0; y=0; Queen[0]=-1; while(true){for(x=Queen[y]+1;x break;//不攻击}if(x==SIZE)/没有合适的位置{if(O==y){〃回朔到了第一行 Co nsole.WriteLi ne("Do ne"); break;// 结束}//回朔 Queen[y]=-1; y--;}else{Quee n[y]=x;〃确定皇后的位置 y++;〃下一个皇后 if(y Queen[y]=-1; 深圳大学实验报告 课程名称：算法分析与复杂性理论 实验项目名称：八皇后问题 学院：计算机与软件学院 专业：软件工程 指导教师：杨烜 报告人：学号：班级：15级软工学术型实验时间：2015-12-08 实验报告提交时间：2015-12-09 教务部制 一．实验目的 1.掌握选回溯法设计思想。 2.掌握八皇后问题的回溯法解法。 二．实验步骤与结果 实验总体思路： 根据实验要求，通过switch选择八皇后求解模块以及测试数据模块操作，其中八皇后模块调用摆放皇后函数模块，摆放皇后模块中调用判断模块。测试数据模块主要调用判断模块进行判断，完成测试。用一维数组保存每行摆放皇后的位置，根据回溯法的思想递归讨论该行的列位置上能否放置皇后，由判断函数Judge()判断，若不能放置则检查该行下一个位置。相应结果和过程如下所示（代码和结果如下图所示）。 回溯法的实现及实验结果： 1、判断函数 代码1： procedure BTrack_Queen(n) //如果一个皇后能放在第K行和X(k)列，则返回true，否则返回false。 global X(1:k);integer i,k i←1 while i 一．实验目的 1. 了解皇后相互攻击的条件：如果任意两个皇后在同一行，同一列或同一对角线，则她们相互攻击。 2. 运用迭代的方法实现n皇后问题，求解得到皇后不相互攻击的一个解 二．实验内容 基本思路：用n元组x[1:n]表示n后问题的解，其中x[i]表示第i个皇后放在棋盘的第i行的第x[i]列。抽象约束条件得到能放置一个皇后的约束条件：(1)x[i]!=x[k]; (2)abs(x[i]-x[k])!=abs(i-k)。应用回溯法，当可以放置皇后时就继续到下一行，不行的话就返回到第一行，重新检验要放的列数，如此反复，直到将所有解解出。在回溯法中，递归函数Backtrack(1)实现对整个解空间的回溯搜索。Backtrack(i)搜索解空间的第i层子树。类Queen的数据成员记录解空间的节点信息，以减少传给Backtrack函数的参数。sum记录当前已找到的可行方案数。 运用回溯法解题通常包含以下三个步骤： （1）针对所给问题，定义问题的解空间； （2）确定易于搜索的解空间结构； （3）以深度优先的方式搜索解空间，并且在搜索过程中用剪枝函数避免无效搜索。 源代码： #include 数据结构实验报告 实验名称：实验二——利用栈结构实现八皇后问题 学生姓名： 班级： 班内序号： 学号： 日期：2013年11月21日 1．实验要求 （1）实验目的 通过选择下面五个题目之一进行实现，掌握如下内容： 进一步掌握指针、模板类、异常处理的使用 掌握栈的操作的实现方法 掌握队列的操作的实现方法 学习使用栈解决实际问题的能力 学习使用队列解决实际问题的能力 （2）实验内容 利用栈结构实现八皇后问题。 八皇后问题19世纪著名的数学家高斯于1850年提出的。他的问题是：在8*8的棋盘上放置8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、同一斜线上。请设计算法打印所有可能的摆放方法。 ①可以使用递归或非递归两种方法实现 ②实现一个关键算法：判断任意两个皇后是否在同一行、同一列和同一斜线。 （3）代码要求 ①必须要有异常处理，比如删除空链表时需要抛出异常； ②保持良好的编程的风格： 代码段与段之间要有空行和缩近 标识符名称应该与其代表的意义一致 函数名之前应该添加注释说明该函数的功能 关键代码应说明其功能 ③递归程序注意调用的过程，防止栈溢出 2. 程序分析 2.1 存储结构 栈（递归）： 2.2 关键算法分析 (1)递归 void SeqStack 算法分析与设计实验报告 实验内容：N皇后问题 实验时间：2013.12.3 姓名：杜茂鹏 班级：计科1101 学号：0909101605 一、实验内容及要求 在n×n格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。 二、实验目的 1.巩固和加深对回溯法的理解 2.了解递归和迭代法在回溯法中的应用 三、算法分析 1.理解皇后不被攻击的条件：n后问题等价于在n*n格的棋盘上放置n个皇后，任何两个皇后不能放在同一行或同一列或同一斜线上。 2.算法模块简要分析 用数组存储皇后的位置，将i设置为0. Int place(*x,n) :数组x[] 用来表示列数，n为皇后个数，用来判断皇后是否被攻击，判断的条件是（x[i]-x[n]==i-n||x[i]-x[n]==n-i||x[i]==x[n]）即用来判断“同一行或同一列或同一斜线上”。 Int print(*x,n):打印皇后解的空间。 Int iniprint(*x,n):初始化打印函数，相当于对棋盘初始化。将可以放皇后的位置记为“1”，不放皇后的位置记为“0”。 Int Nqueen(int n):n皇后问题求解，如果满足一组可行解，sum++。Int i=0,如果x[i]>=n的时候即进行下一行，i++；当i=n时， sum++；输出该组可行解的个数和位置的矩阵。并且i--，回溯到上一层继续搜索可行解。 四、运行结果及分析 1、三皇后没有可行解 2、 2.4个皇后有2个可行解 3.5皇后有10个可行解 五、源代码 #include 八皇后问题 问题描述： 在一个８×８的棋盘里放置８个皇后，要求每个皇后两两之间不相冲突 （在每一横列，竖列，斜列只有一个皇后）。 求解： 标题: 八皇后问题的解（回溯法程序代码） 发信站: 网易虚拟社区(Fri Jul 14 10:06:52 2000),站内信件 以前上学的时候，写8皇后程序的时候偷懒用最笨的算法，在8086上计算十皇后的时候，我放了张纸条，说明计算机正在运行，然后去吃饭，吃完以后，才看到结果。前几天，刚好有空，所以重写了一次，以补当年的遗憾。 #include "stdio.h" int attacked(int *array,int position){ int flag=-1; float step; if(position==1) return flag; for(step= 1.00;step (array+(int)step)-*(array+position))/(step-position))==-1){ flag=1; break;}} return flag;}void main(void){ int countSum,queenSum,printCount,*queenArray,queenPosition=0; int tempArray[20]={66,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}; countSum=1; queenArray=tempArray; printf("input you queenSum here: "); scanf("%d",&queenSum); fflush(stdin); if(queenSum<4){ printf("the %d queen's sum is 0\n",queenSum); return;}for(;;){ if(countSum 1．实验要求 【实验目的】 1、进一步掌握指针、模板类、异常处理的使用 2、掌握栈的操作的实现方法 3、掌握队列的操作的实现方法 4、学习使用栈解决实际问题的能力 5、学习使用队列解决实际问题的能力 【实验内容】 利用栈结构实现八皇后问题。 八皇后问题19世纪著名的数学家高斯于1850年提出的。他的问题是：在8*8的棋盘上放置8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、同一斜线上。请设计算法打印所有可能的摆放方法。 提示： 1、可以使用递归或非递归两种方法实现 2、实现一个关键算法：判断任意两个皇后是否在同一行、同一列和同一斜线上2. 程序分析 2.1 存储结构 存储结构：栈（递归） 2.2 关键算法分析 【设计思想】 由于八皇后问题，可以分解成算法相同的子问题，所以使用递归的方法 【伪代码】 1、输入皇后个数n 2、k=1 3、判断k是否大于n 3.1 是：打印一组可能 3.2 否：循环行位置1~n 判断该位置是否符合要求，若符合记录q[k]的坐标y值 k+1 重复3 【关键算法】 1、递归 void Queen::Queens(int k,int n) { int i; if(k>n) { Print(n); count(); } else { for(i=1;i<=n;i++) if(Isavailable(i,k)) //判断该行中该位置放置‘皇后’是否符合要求 { q[k]=i; //记录改行中该点的位置 Queens(k+1,n); //放置下一行的‘皇后’ } } } 2、判断皇后放置位置是否符合要求 bool Queen::Isavailable(int i,int k) { int j; j=1; while(j 工学院 数据结构课程设计报告设计题目：八皇后 2008 年 6 月25 日 设计任务书 摘要： 八皇后问题要求在一个８＊８的棋盘上放上８个皇后，使得每一个皇后既攻击不到另外七个皇后，也不被另外七个皇后所攻击．按照国际象棋的规则，一个皇后可以攻击与之处在同一行或同一列或同一斜线上的其他任何棋子．因此，八皇后问题等于要求八个皇后中的任意两个不能被放在同一行或同一列或同一斜线上。 而本课程设计本人的目的也是通过用c++语言平台将一个８＊８的棋盘上放上８个皇后，使得每一个皇后既攻击不到另外七个皇后，也不被另外七个皇后所攻击的92种结构予以实现．使用递归方法最终将其问题变得一目了然，更加易懂。 关键词：八皇后; c++; 递归法 目录 1. 课题综述 (1) 1.1课题的来源及意义 (1) 1.2面对的问题 (1) 2. 需求分析 (1) 2.1涉及到的知识 (2) 2.2软硬件的需求 (2) 2.3功能需求 (2) 3. 概要设计 (2) 4. 详细设计和实现 (3) 4.1算法描述及详细流程图 (3) 4.1.1算法描述 (3) 4.1.2算法流程图 (3) 5. 代码编写及详细注释 (4) 6. 程序调试 (8) 6.1调试过程、步骤及遇到的问题 (8) 7. 运行与测试 (8) 7.1运行演示 (8) 总结 (10) 致 (11) 参考文献 (12) . 1. 课题综述 1. 1课题的来源及意义 八皇后问题是一个古老而著名的问题，该问题是十九世纪著名的数学家高斯1850年提出的。 在国际象棋中，皇后是最有权利的一个棋子；只要别的棋子在它的同一行或同一列或同一斜线（正斜线或反斜线）上时，它就能把对方棋子吃掉。所以高斯提出了一个问题：在8*8的格的国际象棋上摆放八个皇后，使其不能相互攻击，即任意两个皇后都不能处于同一列、同一行、或同一条斜线上面，问共有多少种解法。 到了现代，随着计算机技术的飞速发展，这一古老而有趣的数学游戏问题也自然而然的被搬到了计算机上。运用所学计算机知识来试着解决这个问题是个锻炼和提高我自己编程能力和独立解决问题能力的好机会，可以使我增强信心，为我以后的编程开个好头，故我选择了这个有趣的课题。 1. 2 面对的问题 1）解决冲突问题： 这个问题包括了行，列，两条对角线； 列：规定每一列放一个皇后，不会造成列上的冲突； 行：当第I行被某个皇后占领后，则同一行上的所有空格都不能再放皇后，要把以I为下标的标记置为被占领状态； 2）使用数据结构的知识，用递归法解决问题。 2. 需求分析 回溯算法与八皇后问题(N皇后问题) 1 问题描述 八皇后问题是数据结构与算法这一门课中经典的一个问题。下面再来看一下这个问题的描述。八皇后问题说的是在8*8国际象棋棋盘上，要求在每一行放置一个皇后，且能做到在竖方向，斜方向都没有冲突。更通用的描述就是有没有可能在一张N*N的棋盘上安全地放N个皇后？ 2 回溯算法 回溯算法也叫试探法，它是一种系统地搜索问题的解的方法。回溯算法的基本思想是：从一条路往前走，能进则进，不能进则退回来，换一条路再试。 在现实中，有很多问题往往需要我们把其所有可能穷举出来，然后从中找出满足某种要求的可能或最优的情况，从而得到整个问题的解。回溯算法就是解决这种问题的“通用算法”，有“万能算法”之称。N皇后问题在N增大时就是这样一个解空间很大的问题，所以比较适合用这种方法求解。这也是N皇后问题的传统解法，很经典。 下面是算法的高级伪码描述，这里用一个N*N的矩阵来存储棋盘： 1) 算法开始, 清空棋盘，当前行设为第一行，当前列设为第一列 2) 在当前行，当前列的位置上判断是否满足条件(即保证经过这一点的行,列与斜线上都没 有两个皇后)，若不满足，跳到第4步 3) 在当前位置上满足条件的情形： 在当前位置放一个皇后，若当前行是最后一行，记录一个解； 若当前行不是最后一行，当前行设为下一行, 当前列设为当前行的第一个待测位置； 若当前行是最后一行，当前列不是最后一列，当前列设为下一列； 若当前行是最后一行，当前列是最后一列，回溯，即清空当前行及以下各行的棋盘，然后，当前行设为上一行，当前列设为当前行的下一个待测位置； 以上返回到第2步 4) 在当前位置上不满足条件的情形： 若当前列不是最后一列，当前列设为下一列，返回到第2步; 若当前列是最后一列了，回溯，即，若当前行已经是第一行了，算法退出，否则，清空当前行及以下各行的棋盘，然后，当前行设为上一行，当前列设为当前行的下一个待测位置，返回到第2步; 算法的基本原理是上面这个样子，但不同的是用的数据结构不同，检查某个位置是否满足条件的方法也不同。为了提高效率，有各种优化策略，如多线程，多分配内存表示棋盘等。 为了便于将上述算法编程实现，将它用另一种形式重写： Queen() Loop: if check_pos(curr_row, curr_col) == 1 then put_a_queen(curr_row, curr_col); if curr_row == N then record_a_solution(); end if; if curr_row != N then curr_row = curr_row + 1; curr_col = 1; else if curr_col != N then curr_col = curr_col + 1; else backtrack(); end if; end if; else if curr_col != N then N后问题算法 一、实验目的及要求 所要涉及或掌握的知识： 1. 了解皇后相互攻击的条件：如果任意两个皇后在同一行，同一列或同一对角线，则她们相互攻击。 2. 运用迭代的方法实现6皇后问题，求解得到皇后不相互攻击的一个解 3. 在运用迭代的方法实现编程时，要注意回溯点 二、问题描述及实验内容 对6皇后问题求解，用数组c[1…6]来存皇后的位置。c[i]=j表示第i个皇后放在第j列。 最后程序运行的结果是c[1…6]={1,5,8,6,3,7 } 三、问题分析和算法描述 6-QUEENS的算法表示： 输入：空。 输出：对应于6皇后问题的解的向量c[1…6]={1,5,8,6,3,7} 1. for k=1 to 6 2. c[k]=0 //没有放皇后 3. end for 4. flag=false 5. k=1 6. while k>=1 7.while c[k]<=5 8.c[k]=c[k]+1 9.if c为合法着色 then set flag=ture 且从两个while循环退出 10.else if c是部分解 then k=k+1 11.end while 12. c[k]=0 //回溯并c[k]=0 13. k=k-1 14. end while 15. if flag then output c 16. else output “no solution” 四、具体实现 # include 回溯法解八皇后问题 在N * N 格的棋盘上放置彼此不受攻击的N 个皇后。N个皇后问题等价于在N * N 格的棋盘上放置N 个皇后，任何2个皇后不在同一行或同一列或同一斜线上。当N等于8，就是著名的八皇后问题。 此问题是通过C语言程序编写的，在Turboc环境下完成实现的。输出结果见（输出结果。TXT文件） 详细代码为： /*///////////////////////////////////////////////////////////////////// /// /////The programming is a complex problem about the ways of queens./////// /////Programmer: Luo Xiaochun /////// /////Completed date: 2007.12 //////// /////V ersion number: Turboc 2.0 //////// /////////////////////////////////////////////////////////////////////// /*/ #include 实验项目： 八皇后问题 1.实验目的： 通过求解皇后问题，熟悉深度优先搜索法DFS（回溯法（Backtracking Algorithms）技术。 2.实验内容： 由n2 个方块排成n行n列的正方形称为n元棋盘。如果两个皇后位于n元棋盘上的同一行、同一列或同一对角线上，则称它们在互相攻击。现要找出使棋盘上n个皇后互不攻击的布局。编制程序解决上述问题，以n=6运行程序，输出结果。 3.程序简介： 将n个皇后放到一个n*n的方阵中，要求每个皇后不在同一行同一列及同一对角线，我的程序是先把每个皇后放在了第零列，然后再按行检查，不符合要求继续下一列，若已经到这一行的最后一列，还没找到符合要求的位置，则回到上一行。 4.算法设计介绍： 定义一个一维数组，数组的下标是皇后所在位置的行数，数组存的值是皇后所在位置的列数，现将A[0]-A[n-1]都赋成零，然后随着检查的进行，皇后的位置也在不断地变化，最后找到一个符合要求的方阵时，本质上就是一个存放整数的一维数组，数组的下标是行数，存放的值是列数。 5.困难及解答 我很久以前就听说过八皇后问题，没想到现在轮到自己编了，一开始还真是特别糊涂呢，后来老师上课把算法大概讲了一遍，就清楚很多了，要说问题，就是一开始纠结怎么存放皇后，我开始想用二维数组着，后来老师说用一 维数组比较好做，我看了一下老师的算法，就明白了大概，经过一段时间就编出来了 5.心得 我编程变得还是很少，天天下决心说以后多编，也没践行，心想着吧，不挂在嘴上了，努力！ 6.程序清单 /* //我真诚地保证： //我独立完成了整个程序从分析、设计到编码的所有工作。 //如果在上述过程中，我遇到了什么困难而求教于人，那么，我将在程序实习报告中 //详细地列举我所遇到的问题，以及别人给我的提示。 //我的程序里中凡是引用到其他程序或文档之处， //例如教材、课堂笔记、网上的源代码以及其他参考书上的代码段, //我都已经在程序的注释里很清楚地注明了引用的出处。 //我从未没抄袭过别人的程序，也没有盗用别人的程序，//不管是修改式的抄袭还是原封不动的抄袭。//我编写这个程序，从来没有想过要去破坏或妨碍其他计算机系统的正常运转 文件名称： 创建者： 创建时间： 2011.4.14 M文件 function PlaceQueen(row,matrix,N)%回溯法放置皇后 if row>N PrintQueen(N,matrix);%打印棋盘 else for col=1:N matrix(row,col)=1; if row==1||Conflict(row,col,N,matrix)%检测是否冲突 PlaceQueen(row+1,matrix,N); end matrix(row,col)=0; end end %子函数：检测冲突 function result=Conflict(row,col,N,matrix)%检测是否冲突 result=1; for i=1:row-1 for j=1:N if matrix(i,j)==1 if ((j==col)||(abs(row-i)==abs(col-j)))%是否产生冲突：在同一直线，斜线上 result=0; break; end end end if result==0 break; end end %子函数：打印棋盘信息 function PrintQueen(N,matrix) global solutionNum; %定义全局变量，来累积方法数 solutionNum=solutionNum+1; disp(['第',num2str(solutionNum),'种方法：']) disp(matrix) 脚本文件 clear all clc global solutionNum; solutionNum=0;%全局变量记录方法数 N=8;%皇后个数 matrix=zeros(N);%存储皇后位置信息 PlaceQueen(1,matrix,N)%调用放置方法 计算机科学与技术专业 数据结构课程设计报告设计题目：八皇后问题 目录 1需求分析 (3) 1.1功能分析 (3) 1.2设计平台 (4) 2概要设计 (4) 2.1算法描述 (5) 2.2算法思想 (6) 2.3数据类型的定义 (6) 3详细设计和实现 (7) 3.1算法流程图 (7) 3.2 主程序 (7) 3.3 回溯算法程序 (8) 4调试与操作说明 (10) 4.1调试情况 (10) 4.2操作说明 (10) 5设计总结 (12) 参考文献 (13) 附录 (13) 1需求分析 1.1功能分析 八皇后问题是一个古老而著名的问题，该问题是十九世纪著名的数学家高斯1850年提出的,并作了部分解答。高斯在棋盘上放下了八个互不攻击的皇后，他还认为可能有76种不同的放法，这就是有名的“八皇后”问题。 在国际象棋中，皇后是最有权利的一个棋子；只要别的棋子在它的同一行或同一列或同一斜线（正斜线或反斜线）上时，它就能把对方棋子吃掉。所以高斯提出了一个问题：在8*8的格的国际象棋上摆放八个皇后，使其不能相互攻击，即任意两个皇后都不能处于同一列、同一行、或同一条斜线上面，问共有多少种解法。现在我们已经知道八皇后问题有92个解答。 1、本演示程序中，利用选择进行。程序运行后，首先要求用户选择模式，然后进入模式。皇后个数设0 八皇后问题（回溯法）2009-08-11 12:03问题描述： 求出在一个n×n的棋盘上，放置n个不能互相捕捉的国际象棋“皇后”的所有布局，这是来源于国际象棋的一个问题。皇后可以沿着纵横和两条斜线4个方向互相捕捉。 解题思路： 总体思想为回溯法。 求解过程从空配置开始。在第1列~的m列为合理配置的基础上，再配置第m+1列，直至第n列也是合理时，就找到了一个解。在每列上，顺次从第一行到第n行配置，当第n行也找不到一个合理的配置时，就要回溯，去改变前一列的配置。 为使在检查皇后配置的合理性方面简易方便，引入一下4个工作数组： ?数组col[i],表示在棋盘第i列，col[i]行有一个皇后； ?数组a[],a[k]表示第k行上还没有皇后； ?数组b[],b[k]表示第k列右高左低斜线上没有皇后； ?数组c[],c[k]表示第k列左高右低斜线上没有皇后； 代码： #include 回溯法（8皇后问题） 1.1算法原理 回溯算法实际是一个类似枚举的搜索尝试方法，其基本思想是在搜索尝试中找问题的解，采用了一种“走不通就掉头”的思想，作为其控制结构。 从一条路往前走，能进则进，不能进则退回来，换一条路再试。八皇后问题就是回溯算法的典型，第一步按照顺序放一个皇后，然后第二步符合要求放第2个皇后，如果没有符合条件的位置符合要求，那么就要改变第一个皇后的位置，重新放第2个皇后的位置，直到找到符合条件的位置就可以了。回溯在迷宫搜索中使用很常见，就是这条路走不通，然后返回前一个路口，继续下一条路。回溯算法说白了就是穷举法。不过回溯算法使用剪枝函数，剪去一些不可能到达最终状态（即答案状态）的节点，从而减少状态空间树节点的生成。回溯法是一个既带有系统性又带有跳跃性的的搜索算法。它在包含问题的所有解的解空间树中，按照深度优先的策略，从根结点出发搜索解空间树。算法搜索至解空间树的任一结点时，总是先判断该结点是否肯定不包含问题的解。如果肯定不包含，则跳过对以该结点为根的子树的系统搜索，逐层向其祖先结点回溯。否则，进入该子树，继续按深度优先的策略进行搜索。回溯法在用来求问题的所有解时，要回溯到根，且根结点的所有子树都已被搜索遍才结束。而回溯法在用来求问题的任一解时，只要搜索到问题的一个解就可以结束。 用回溯法搜索解空间树时，通常采用两种策略来避免无效搜索，提高回溯法的搜索效率。其一是用约束函数在扩展结点处剪去不满足约束的子树；其二是用限界函数剪去不能得到最优 解的子树。 1.2算法适用性 它适用于解一些组合数较大的问题，有条件限制的枚举，即优化的枚举. 1.3算法描述 8皇后回溯算法 1.设Column[8]数组依次存储第一行到第八行的列位置，QUEEN_NUM=8，皇后个数 2.从第一行第一列开始放置，开始放置下一行的皇后（当且仅当前行的皇后位置正确时） 3.判断放置位置是否合理：Column[i]==Column[n]，判断是否在同一列， abs(Column[i]-Column[n])==(n-i))，判断时候在斜线上。如果不在用一列，同一斜线上，则位置合理，进行下一行皇后放置，否则回溯 4.当最后一行皇后放置正确时，一种放置方法结束，进行下一种方法，查找。 回溯算法 搜索与回溯是计算机解题中常用的算法，很多问题无法根据某种确定的计算法则来求解，可以利用搜索与回溯的技术求解。回溯是搜索算法中的一种控制策略。它的基本思想是：为了求得问题的解，先选择某一种可能情况向前探索，在探索过程中，一旦发现原来的选择是错误的，就退回一步重新选择，继续向前探索，如此反复进行，直至得到解或证明无解。如迷宫问题：进入迷宫后，先随意选择一个前进方向，一步步向前试探前进,如果碰到死胡同，说明前进方向已无路可走，这时，首先看其它方向是否还有路可走，如果有路可走，则沿该方向再向前试探；如果已无路可走，则返回一步，再看其它方向是否还有路可走；如果有路可走，则沿该方向再向前试探。按此原则不断搜索回溯再搜索，直到找到新的出路或从原路返回入口处无解为止。 递归回溯法算法框架[一] procedure Try(k:integer); begin for i:=1 to 算符种数 Do if 满足条件 then begin 保存结果 if 到目的地 then 输出解 else Try(k+1); 恢复：保存结果之前的状态{回溯一步} end; end; 递归回溯法算法框架[二] procedure Try(k:integer); begin if 到目的地 then 输出解 else for i:=1 to 算符种数 Do if 满足条件 then begin 保存结果 Try(k+1); end; end; 例 1：素数环：把从1到20这20个数摆成一个环，要求相邻的两个数的和是一个素数。【算法分析】非常明显，这是一道回溯的题目。从1 开始，每个空位有 20（19）种可能，只要填进去的数合法：与前面的数不相同；与左边相邻的数的和是一个素数。第 20个数还要判断和第1个数的和是否素数。 〖算法流程〗1、数据初始化； 2、递归填数： 判断第J种可能是否合法； A、如果合法：填数；判断是否到达目标（20个已填完）：是，打印结果；不是，递归填下一个； B、如果不合法：选择下一种可能； 【参考程序】 program z74;框架[一] var a:array[0..20]of byte; b:array[0..20]of boolean; total:integer; function pd(x,y:byte):boolean; var k,i:byte; begin k:=2; i:=x+y; pd:=false; while (k<=trunc(sqrt(i)))and(i mod k<>0) do inc(k); if k>trunc(sqrt(i)) then pd:=true; end; procedure print; var j:byte; begin inc(total);write('<',total,'>:'); for j:=1 to 20 do write(a[j],' '); writeln; end; procedure try(t:byte); var i:byte; begin for i:=1 to 20 do if pd(a[t-1],i)and b[i] then begin a[t]:=i; b[i]:=false; if t=20 then begin if pd(a[20],a[1]) then print;end 算法设计与分析 实验报告 —八皇后问题 - 姓名：崔明鑫 学号：08208012 班级：软件83 【问题描述】 在国际象棋盘上放八个皇后，要求任一皇后吃不到别人，也不受其他皇后的攻击，求出问题的所有解。 【问题分析&算法设计】 用8元组x[1: n]表示8后问题。其中x[ i]表示皇后i放在棋盘的第i行的第x[ i]列。由于不允许将2个皇后放在一列，所以解向量中的x[ i]互不相同。2个皇后不能放在同一斜线上是问题的隐约束。故若2个皇后放置的位置分别是（i，j）和（k，l），且i – j = k – l或i + j = k + l，则说明这2个皇后处于同一斜线上。这两个方程分别等价于i – k = j – l和i – k = l – j。由此可知，只要|i - k| = |j - l|成立，就表明2个皇后位于同一条斜线上。问题的隐约束化成了显约束。用回溯法解决8皇后问题时，用完全8叉树表示解空间。 【算法实现】 #include "stdio.h" #include "math.h" #include "iostream.h" #define N 8 /* 定义棋盘大小*/ static int sum; /* 当前已找到解的个数*/ static int x[N]; /* 记录皇后的位置,x[i]表示皇后i放在棋盘的第i行的第x[i]列*/ /* 每找到一个解,打印当前棋盘状态*/ void Show() { sum++; cout << "第" << sum << "种情况：" << endl; cout << "坐标为:\t"; for(int k = 0; k < N; k++) 八皇后问题学 2012年 9 月 5 日 目录 一、选题 1.1背景知识 (2) 1.2设计目的与要求 (2) 二、算法设计 2.1问题分析 (3) 2.2算法设计 (3) 三、详细设计 3.1源程序清单 (4) 四、调试结果及分析 4.1调试结果 (6) 4.2调试分析 (7) 五、课程设计总结 5.1总结及体会 (7) 六、答辩 6.1答辩记录 (8) 6.2教师意见 (8) 一、选题及背景知识 1.1 背景知识 在国际象棋中，皇后是一个威力很大的棋子，她可以“横冲直撞”（在正负或垂直方向走任意步数），也可以“斜刺冲杀”（在正负45度方向走任意步数），所以在8*8的棋盘上要布互相不受攻击的皇后，最多只能布八个，共92种布法，再也不能有别的布法了——这就是著名的八皇后问题 在8*8的国际象棋棋盘上，放置八个皇后，使得这八个棋子不能互相被对方吃掉。也就是说一个皇后可以攻击与之处在同一行或同一列或同一斜线上的其他任何棋子．因此，八皇后问题等于要求八个皇后中的任意两个不能被放在同一行或同一列或同一斜线上。 1.2 设计要求 要求：·判断在国际象棋中，能否在空棋盘上摆放8个皇后，并使其中任意两个皇后不能在同一行，同一列或同一对角线上。 ·编写完整的摆放八皇后问题的程序 ·具体要求第一个皇后的起始位置由键盘输入 二、算法设计 2.1问题分析 设计——图形表示下图中，Q代表皇后 假设在第k列上找到合适的位置放置一个皇后，要求它与第1——k-1列上的皇后不同行、列、对角线；可以从图上找到规律：不同列时成立，皇后放在第k列上；讨论行时，第j个皇后的位置（a[j] ，j）要与（i，k）位置的皇后不同行；如果同在／斜线上，行列值之和相同；如果同在＼斜线上，行列值之差相同；如果斜线不分方向则同一斜线上两皇后的行号之差的绝对值与列号之差的绝对值相同,可表示为（|a[j]-i|=|j-k|）。 2.2 算法设计 利用计算机运行速度快的特点，采用枚举法，逐一尝试各种摆放方式，来判断最终摆法。其中判断是否同在对角线上用到了：行数差的绝对值与列数差的绝对值相等， 课程设计报告 课程名称数据结构课程设计 课题名称八皇后问题演示 专业通信工程 班级通信工程1081 学号201013120103 姓名刘献文 指导教师田娟秀郭芳 2012年7 月 6 日 湖南工程学院 课程设计任务书 课程名称数据结构 课题八皇后问题演示 专业班级通信工程1081 学生姓名刘献文 学号201013120103 指导老师田娟秀郭芳 审批 任务书下达日期2012 年7 月 1 日 任务完成日期2012 年7 月 6 日 1设计内容与设计要求 1.1设计内容 （4）课题四：八皇后问题演示 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。高斯认为有76种方案。1854年在柏林的象棋杂志上不同的作者发表了40种不同的解，后来有人用图论的方法解出92种结果。 设计思路：解决8皇后时，在安放第i行皇后时，需要在列的方向从1到n试 探(j =1,…, n)：首先在第j列安放一个皇后，如果在列、主对角线、次对角线方 向有其它皇后，则出现攻击，撤消在第j列安放的皇后。如果没有出现攻击，在第 j列安放的皇后不动，递归安放第i+1行皇后。 对于八皇后问题的实现，如果结合动态的图形演示，则可以使算法的描述更形象、更生动。要求用Turbo C或VC6.0 MFC实现的八皇后问题的图形程序，能够演示全部的92组解。 1.2 选题方案： 所选题目根据学号确定，学号模6加1，即（学号%6+1）。如你的学号为9，则 所选题目号为：9%6+1＝（题目4）。注意，所有的课题都要求用图形方式演示步骤 和结果。同学们可以自己针对数据结构课程中所讲算法来设计一个演示过程的算法。 1.3设计要求： 1.3.1 课程设计报告规范 （1）需求分析 a.程序的功能。 b.输入输出的要求。 （2）概要设计 a.程序由哪些模块组成以及模块之间的层次结构、各模块的调用关系；每个模块 的功能。算法实验 递归回溯解八皇后问题
n后问题实验报告
数据结构实验报告利用栈结构实现八皇后问题
n皇后问题算法实验报告
八皇后问题及解答
数据结构实验报告——栈(八皇后问题)
八皇后问题的解决完整文档
回溯算法与八皇后问题N皇后问题Word版
n皇后问题实验报告
回溯法解八皇后问题
八皇后实验报告
8皇后问题matlab算法
八皇后问题讲解
八皇后问题(回溯法)
回溯法 八皇后
回溯算法的一些例题
算法设计与分析实验报告—八皇后问题
八皇后问题 C语言程序设计
数据结构课程设计之_八皇后问题
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