四皇后实验报告
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一、实验目的及要求(1)掌握回溯法算法设计的一般思想和方法;(2)掌握4-皇后问题算法的设计;(3)理解回溯法的用途,能用回溯法求解其它类似问题。
二、实验设备(环境)及要求(1)实验硬件:PC机(2)实验软件:VC6.0三、实验内容与步骤题目1皇后问题的回溯算法求解1.参考教材32面的回溯算法框架对4-皇后问题的回溯法求解进行自然语言描述:1)设置一维数组啊,a(i)(i=1,2,3,4)在1~4中取值,定义一个一位数组b[17],用来存放满足条件的组合,定义的变量sum用来记录满足条件的组合个数。
首现从a(1)=1开始,逐步给a(i)(1<=i<=4)赋值,每一个a(i)赋值从1开始第递增至n,另设置一个变量k,使k从i-1递减至i-1。
为判断数字是否重复,设置变量g:先赋值flag=1;若出现某两数字相同(即a[i]=a[k])和某两个数处于对角线上(即abs(a[i]-a[k])=i-k),则赋值flag=02)若i=4与g=1同时满足,则此为一种解,用s统计解的个数后,格式打印输出这组解3)若i<4且g=1,表明还不到4个数字,则下一个a(i)从1开始赋值,继续4)若a(i)=n且i>1则返回到前一个I(即i=i-1)再试。
若a(i)=n且i=1,无法返回,意味着已全部试完,则结束整个程序2.使用C语言编写4-皇后问题的回溯算法源程序:// ccc(皇后问题).cpp :定义控制台应用程序的xx点。
//#include"stdafx.h"#include"stdio.h"voidmain(){intn=4,i=1,j,a[5],flag,k,m;intb[17]={0},sum=0;printf("输出四皇后问题的方案:\n");a[1]=1;while(1){flag=1;for(k=i-1;k>=1;k--){if(a[i]==a[k]) flag=0;if(a[i]-a[k]==i-k||a[i]-a[k]==k-i) flag=0; }if(flag&&i==4){for(j=1;j<=4;j++)for(m=1;m<=16;m++)if(m==(j-1)*4+a[j]){ b[m]=a[j];break;}for(m=1;m<=16;m++){sum++;printf("%d",b[m]);b[m]=0;if(sum%4==0)printf("\n");if(sum%16==0)printf("\n");}printf("\n");}}if(i<n&&flag) {i++;a[i]=1;continue;} while(a[i]==n &&i>1) i--;if(a[i]==n&&i==1)break;elsea[i]=a[i]+1;。
n皇后问题实验报告n皇后问题实验报告引言:n皇后问题是一个经典的数学问题,它要求在一个n×n的棋盘上放置n个皇后,使得它们互相之间不能相互攻击,即任意两个皇后不能处于同一行、同一列或同一对角线上。
本实验旨在通过编程实现n皇后问题的求解,并探索不同算法在解决该问题上的性能差异。
实验步骤及结果:1. 回溯算法的实现与性能分析回溯算法是最常见的解决n皇后问题的方法之一。
它通过递归的方式遍历所有可能的解,并通过剪枝操作来提高效率。
我们首先实现了回溯算法,并对不同规模的问题进行了求解。
在测试中,我们将问题规模设置为4、8、12和16。
结果表明,当n为4时,回溯算法能够找到2个解;当n为8时,能够找到92个解;当n为12时,能够找到14200个解;当n为16时,能够找到14772512个解。
可以看出,随着问题规模的增加,回溯算法的求解时间呈指数级增长。
2. 启发式算法的实现与性能分析为了提高求解效率,我们尝试了一种基于启发式算法的解决方法。
在该方法中,我们使用了遗传算法来搜索解空间。
遗传算法是一种模拟生物进化过程的优化算法,通过进化操作(如选择、交叉和变异)来寻找问题的最优解。
我们将遗传算法应用于n皇后问题,并对不同规模的问题进行了求解。
在测试中,我们将问题规模设置为8、12和16。
结果表明,遗传算法能够在较短的时间内找到问题的一个解。
当n为8时,遗传算法能够在几毫秒内找到一个解;当n为12时,能够在几十毫秒内找到一个解;当n为16时,能够在几百毫秒内找到一个解。
相比之下,回溯算法在同样规模的问题上需要几秒钟甚至更长的时间。
3. 算法性能对比与分析通过对比回溯算法和启发式算法的性能,我们可以看到启发式算法在求解n皇后问题上具有明显的优势。
回溯算法的求解时间随问题规模呈指数级增长,而启发式算法的求解时间相对较短。
这是因为启发式算法通过优化搜索策略,能够更快地找到问题的解。
然而,启发式算法并非没有缺点。
八皇后实验报告八皇后实验报告引言:八皇后问题是一个经典的数学问题,它要求在一个8x8的国际象棋棋盘上放置8个皇后,使得任意两个皇后都不会互相攻击。
这个问题看似简单,但实际上却充满了挑战。
在本次实验中,我们将探索八皇后问题的解法,并通过编写算法来解决这个问题。
一、问题背景:八皇后问题最早由数学家马克斯·贝瑟尔于1848年提出,它是一道经典的递归问题。
在国际象棋中,皇后可以在同一行、同一列或同一对角线上进行攻击,因此我们需要找到一种方法,使得8个皇后彼此之间不会相互攻击。
二、解决方法:为了解决八皇后问题,我们可以使用回溯法。
回溯法是一种穷举搜索的方法,它通过逐步尝试所有可能的解决方案,直到找到符合要求的解。
具体步骤如下:1. 初始化一个8x8的棋盘,并将所有格子标记为无皇后。
2. 从第一行开始,依次尝试在每一列放置一个皇后。
3. 在每一列中,检查当前位置是否符合要求,即与已放置的皇后不在同一行、同一列或同一对角线上。
4. 如果当前位置符合要求,将皇后放置在该位置,并进入下一行。
5. 如果当前位置不符合要求,尝试在下一列放置皇后。
6. 重复步骤3-5,直到找到一个解或者所有可能的位置都已尝试过。
7. 如果找到一个解,将其输出;否则,回溯到上一行,继续尝试下一列的位置。
三、编写算法:基于上述步骤,我们可以编写一个递归函数来解决八皇后问题。
伪代码如下所示:```function solveQueens(board, row):if row == 8:print(board) # 打印解returnfor col in range(8):if isSafe(board, row, col):board[row][col] = 1solveQueens(board, row + 1)board[row][col] = 0function isSafe(board, row, col):for i in range(row):if board[i][col] == 1:return Falseif col - (row - i) >= 0 and board[i][col - (row - i)] == 1:return Falseif col + (row - i) < 8 and board[i][col + (row - i)] == 1:return Falsereturn Trueboard = [[0]*8 for _ in range(8)]solveQueens(board, 0)```四、实验结果:通过运行上述算法,我们得到了八皇后问题的所有解。
N皇后问题实验报告C++版N皇后问题实验报告【实验题目】N皇后问题【实验目的】(1)掌握回溯法的设计思想(2)掌握解空间树的构造方法(3)考察回溯法求解问题的有效程度【实验要求】(1)设计可能解的标识方式,构造解空间树(2)设计回溯算法完成问题求解【源代码】#include#include#include#includestatic char Queen[20][20];static int a[20];static int b[40];static int c[40];static int iQueenNum=0;static int Num=1;int n;void iQueen(int row);void location(){int row;int cow;for(row=0;row<n;row++)< p="">{a[row]=0;for(cow=0;cow<n;cow++)< p="">Queen[row][cow]='+';}for(row=0;row<2*n;row++)b[row]=c[row]=0;iQueen(0);};void iQueen(int row) {int cow;for(cow=0;cow<n;cow++)< p="">{if(a[cow]==0&&b[row-cow+n-1]==0&&c[row+cow]==0) {Queen[row][cow]='?';a[cow]=1;b[row-cow+n-1]=1;c[row+cow]=1;if(row<n-1)< p="">iQueen(row+1);else{int row;int cow;cout<<""<<n<<"个皇后摆放位置的第"<<num<<"种情况为:"<<endl;< p="">for(row=0;row<n;row++)< p="">{for(cow=0;cow<n;cow++)< p="">cout<<setw(2)<<queen[row][cow];< p="">cout<<endl;< p="">}cout<<"皇后位置坐标"<<": ";for(row=0;row<n;row++)< p="">{for(cow=0;cow<n;cow++)< p="">{if(Queen[row][cow]=='?')cout<<"("<<row+1<<','<<cow+1<<")";< p="">}}cout<<endl;< p="">Num++;cout<<endl;< p="">}Queen[row][cow]='+';a[cow]=0;b[row-cow+n-1]=0;c[row+cow]=0;}}}void show(){ system("cls");cout<<endl;< p="">cout<<"\t"<<" **************n皇后问题实验设计*********** "<<endl;< p="">cout<<"\t"<<" "<<endl;< p="">cout<<"\t"<<" 1. 回溯算法 0.退出"<<endl;< p="">cout<<"\t"<<" "<<endl;< p="">cout<<"\t"<<"请选择 1或者0"<<endl;< p=""> }int main(){ system("color 5E");for(;;){ A:show();cout<<endl;< p="">int number;cin>>number;switch(number){case 0: exit(0);case 1: system("cls");cout<<"输入皇后个数(个数大于4):";cin>>n;location();system("pause");goto A;default:cout<<"选择错误,请重新作出选择!"<<=""> goto A;}}return 0;}【实验结果与分析】</endl;<> </endl;<> </endl;<></endl;<></endl;<></endl;<></endl;<></endl;<></endl;<></row+1<<','<<cow+1<<")";<></n;cow++)<></n;row++)<></endl;<></setw(2)<<queen[row][cow];<></n;cow++)<></n;row++)<></n<<"个皇后摆放位置的第"<<num<<"种情况为:"<<endl;<> </n-1)<></n;cow++)<></n;cow++)<></n;row++)<>。
实验一找最大和最小元素与归并分类算法实现(用分治法)一、实验目的1.掌握能用分治法求解的问题应满足的条件;2.加深对分治法算法设计方法的理解与应用;3.锻炼学生对程序跟踪调试能力;4.通过本次实验的练习培养学生应用所学知识解决实际问题的能力。
二、实验内容1、找最大和最小元素输入n 个数,找出最大和最小数的问题。
2、归并分类将一个含有n个元素的集合,按非降的次序分类(排序)。
三、实验要求(1)用分治法求解问题(2)上机实现所设计的算法;四、实验过程设计(算法设计过程)1、找最大和最小元素采用分治法,将数组不断划分,进行递归。
递归结束的条件为划分到最后若为一个元素则max和min都是这个元素,若为两个取大值赋给max,小值给min。
否则就继续进行划分,找到两个子问题的最大和最小值后,比较这两个最大值和最小值找到解。
2、归并分类使用分治的策略来将一个待排序的数组分成两个子数组,然后递归地对子数组进行排序,最后将排序好的子数组合并成一个有序的数组。
在合并过程中,比较两个子数组的首个元素,将较小的元素放入辅助数组,并指针向后移动,直到将所有元素都合并到辅助数组中。
五、源代码1、找最大和最小元素#include<iostream>using namespace std;void MAXMIN(int num[], int left, int right, int& fmax, int& fmin); int main() {int n;int left=0, right;int fmax, fmin;int num[100];cout<<"请输入数字个数:";cin >> n;right = n-1;cout << "输入数字:";for (int i = 0; i < n; i++) {cin >> num[i];}MAXMIN(num, left, right, fmax, fmin);cout << "最大值为:";cout << fmax << endl;cout << "最小值为:";cout << fmin << endl;return 0;}void MAXMIN(int num[], int left, int right, int& fmax, int& fmin) { int mid;int lmax, lmin;int rmax, rmin;if (left == right) {fmax = num[left];fmin = num[left];}else if (right - left == 1) {if (num[right] > num[left]) {fmax = num[right];fmin = num[left];}else {fmax = num[left];fmin = num[right];}}else {mid = left + (right - left) / 2;MAXMIN(num, left, mid, lmax, lmin);MAXMIN(num, mid+1, right, rmax, rmin);fmax = max(lmax, rmax);fmin = min(lmin, rmin);}}2、归并分类#include<iostream>using namespace std;int num[100];int n;void merge(int left, int mid, int right) { int a[100];int i, j,k,m;i = left;j = mid+1;k = left;while (i <= mid && j <= right) {if (num[i] < num[j]) {a[k] = num[i++];}else {a[k] = num[j++];}k++;}if (i <= mid) {for (m = i; m <= mid; m++) {a[k++] = num[i++];}}else {for (m = j; m <= right; m++) {a[k++] = num[j++];}}for (i = left; i <= right; i++) { num[i] = a[i];}}void mergesort(int left, int right) { int mid;if (left < right) {mid = left + (right - left) / 2;mergesort(left, mid);mergesort(mid + 1, right);merge(left, mid, right);}}int main() {int left=0,right;int i;cout << "请输入数字个数:";cin >> n;right = n - 1;cout << "输入数字:";for (i = 0; i < n; i++) {cin >> num[i];}mergesort(left,right);for (i = 0; i < n; i++) {cout<< num[i];}return 0;}六、运行结果和算法复杂度分析1、找最大和最小元素图1-1 找最大和最小元素结果算法复杂度为O(logn)2、归并分类图1-2 归并分类结果算法复杂度为O(nlogn)实验二背包问题和最小生成树算法实现(用贪心法)一、实验目的1.掌握能用贪心法求解的问题应满足的条件;2.加深对贪心法算法设计方法的理解与应用;3.锻炼学生对程序跟踪调试能力;4.通过本次实验的练习培养学生应用所学知识解决实际问题的能力。
《算法设计与分析》实验报告实验三回溯法3.迷宫问题一天Luna在森林里探险的时候不小心走入了一个迷宫,迷宫可以看成是由n * n的格点组成,每个格点只有2种状态,. 和#,前者表示可以通行后者表示不能通行。
同时当Luna处在某个格点时,她只能移动到东南西北(或者说上下左右)四个方向之一的相邻格点上,Luna想要从点A走到点B(不能走出迷宫)。
如果起点或者终点有一个不能通行(为#),则看成无法办到。
[输入]第1行是测试数据的组数k,后面跟着k组输入。
每组测试数据的第1行是一个正整数n (1 <= n <= 100),表示迷宫的规模是n * n 的。
接下来是一个n * n的矩阵,矩阵中的元素为. 或者#。
再接下来一行是4个整数ha, la, hb, lb,描述A处在第ha行, 第la列,B处在第hb 行, 第lb列。
注意到ha, la, hb, lb全部是从0开始计数的。
1.八皇后问题1.1解题思路八皇后问题的解法,很简单的解法。
通过回溯实现枚举。
对于当前行,尝试是否可在当前列放置皇后,然后进入下一行的尝试,同时尝试完毕以后,要将当前行回复(回溯),来进行下一次尝试。
到达最后一行的时候,即递归结束条件,打印结果即可。
1.2程序运行情况1.3所有的皇后解见附录。
(毕竟92个解...)1.4程序源码(含注释)2. 24点问题2.1 解题思路这题虽然使用dfs很简单,但是有一点思维在里面。
我很惭愧,自己没有想出来怎么如意的独立AC此题。
遇到的最大的问题——如何插入括号?枚举插入、和运算符一同排列都不靠谱。
解决方法是:用同等的办法转化。
每一次从待组合的是数字中,任取两个数,随机用运算符计算完毕后,再放回去。
下一次计算,再次重复这个过程,可以等价为有括号的运算方式了。
遇到第二个问题——如何实现这种“任取两个数”的选择方式。
这里就直接体现出了我个人能力的不足。
居然没想到。
尝试使用STL的set,但是没成功。
数据结构实验报告1.实验要求实验目的:利用栈结构实现八皇后问题八皇后问题如下:八皇后问题是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。
实验内容:利用所学的栈结构用递归或非递归解决八皇后问题。
2. 程序分析程序使用程序最主要只是在主函数用了一个递归函数Queen。
Queen函数使用了三个参数m,flag[][],chess[][]。
其中m是行数,flag[][]是判断二维数组何处可以放置皇后,chess[][]是存储字符串的二维数组。
主函数中对Queen函数中的形参数组flag[][],chess[][]进行初始化,在Queen函数中再进行各种操作。
Queen函数执行代码,首先行数m为0,当m小于7时,通过if…else…语句,利用Queen(m+1,f,c)重新执行递归函数到下一行。
2.1 存储结构存储结构:数组存储。
flag[][]数组存储数字判断输出和储能放置皇后,chess[][]数组存储字符串即皇后和非皇后的形状。
2.2 关键算法分析1、关键算法:a.for(i=0;i<8;i++)for(j=0;j<8;j++){f[i][j]=0;c[i][j]='*';说明:对棋盘进行初始化未放置皇后的为“*”b.for(i=0;i<8;i++)for(j=0;j<8;j++){c[i][j]=chess[i][j];f[i][j]=flag[i][j];}说明:对c[][],f[][]进行初始化。
c.for(i=0;i<8;i++)for(j=0;j<8;j++){i f(f[i][j]==0 && (i+j==m+k || m==i || k==j || m-k==i-j))f[i][j]=-1;}c[m][k]='#';说明:已放置皇后的行、列以及对角线都不能再放置皇后。
个人自我介绍简单大方
很抱歉,但我无法为您提供____字的自我介绍。
以下是一个简洁而大方的自我介绍示例,供您参考:
大家好,我叫[姓名]。
很高兴有机会向大家介绍一下自己。
我出生并长大在[所在地],是一个勤奋、积极向上的人。
在学业方面,我于[毕业时间]从[学校名称]获得了[学位/专业]学位。
在大学期间,我通过自我努力和课外学习,取得了良好的学术成绩,并参与了一些学生组织和社团活动。
这些经历不仅培养了我的团队合作和领导能力,也加强了我的沟通和组织能力。
在工作方面,我有[工作年限]年的相关工作经验。
我曾在[公司/组织名称]担任[职位],负责[工作职责]。
在这期间,我不断努力提升自己的专业知识和技能,以适应快速发展的工作环境。
我善于分析问题并找出解决方案,能够有效地与团队合作并承担责任,这些都为我赢得了同事和上级的认可。
除了工作,我也积极参与志愿者活动,希望能为社区和弱势群体做一点贡献。
我相信,通过奉献和关心他人,我们可以建立一个更加和谐和温暖的社会。
在个人生活中,我喜欢阅读、旅行和运动。
阅读扩展了我的视野,旅行让我能够体验不同的文化和风景,而运动则让我保持健康和积极的精神状态。
此外,我也很喜欢与家人和朋友相处,分享彼此的喜怒哀乐。
总的来说,我是一个热情、乐观、有责任心的人。
我相信勤奋和坚持可以取得成功,而真诚和善良可以赢得他人的信任和支持。
我希望能够在您的团队中发挥我的才能,并与大家一同成长和进步。
这就是我简单的自我介绍,谢谢大家!。
n皇后实验报告n皇后实验报告引言:n皇后问题是一个经典的数学问题,旨在找到在一个n×n的棋盘上放置n个皇后,使得它们互不攻击。
这个问题涉及到了组合数学、图论和计算机算法等多个领域,具有一定的难度和挑战性。
本实验旨在通过不同的算法和策略来解决n皇后问题,并对它们的效率和性能进行评估。
实验一:暴力法暴力法是最简单直接的解决方法之一。
它通过穷举法遍历所有可能的皇后放置方式,并检查是否满足条件。
具体步骤如下:1. 生成一个空的n×n棋盘。
2. 从第一行开始,依次尝试将皇后放置在每个格子上。
3. 如果当前格子可以放置皇后,则继续下一行;否则,回溯到上一行,重新选择一个可行的格子。
4. 当所有行都放置了皇后时,找到了一个解,记录下来。
5. 继续尝试下一个可能的放置方式,直到遍历完所有情况。
实验结果显示,暴力法在小规模问题上表现良好,但在n较大时,其时间复杂度呈指数级增长,运行时间非常长。
实验二:回溯法回溯法是一种优化的解决方法,它通过剪枝操作来减少不必要的搜索。
具体步骤如下:1. 生成一个空的n×n棋盘。
2. 从第一行开始,依次尝试将皇后放置在每个格子上。
3. 如果当前格子可以放置皇后,则继续下一行;否则,回溯到上一行,重新选择一个可行的格子。
4. 当所有行都放置了皇后时,找到了一个解,记录下来。
5. 在每次尝试放置皇后时,通过检查当前格子所在的行、列和对角线上是否已经有皇后,来判断是否满足条件。
6. 在每次回溯时,可以通过剪枝操作来减少搜索的空间。
实验结果显示,回溯法相较于暴力法有了一定的提升,但在n较大时,仍然存在一定的时间复杂度问题。
实验三:优化算法为了进一步提高解决n皇后问题的效率,我们尝试了一些优化算法。
其中,一种比较常见的优化算法是基于位运算的方法。
1. 生成一个空的n×n棋盘。
2. 使用一个n位的二进制数来表示每一行上的皇后位置,其中1表示有皇后,0表示没有皇后。
算法设计与分析报告学生姓名学号专业班级指导教师完成时间目录一、课程内容 (3)二、算法分析 (3)1、分治法 (3)(1)分治法核心思想 (3)(2)MaxMin算法分析 (3)2、动态规划 (4)(1)动态规划核心思想 (4)(2)矩阵连乘算法分析 (5)3、贪心法 (5)(1)贪心法核心思想 (5)(2)背包问题算法分析 (6)(3)装载问题算法分析 (7)4、回溯法 (7)(1)回溯法核心思想 (7)(2)N皇后问题非递归算法分析 (7)(3)N皇后问题递归算法分析 (8)三、例子说明 (9)1、MaxMin问题 (9)2、矩阵连乘 (10)3、背包问题 (10)4、最优装载 (10)5、N皇后问题(非递归) (11)6、N皇后问题(递归) (11)四、心得体会 (12)五、算法对应的例子代码 (12)1、求最大值最小值 (12)2、矩阵连乘问题 (13)3、背包问题 (15)4、装载问题 (17)5、N皇后问题(非递归) (19)6、N皇后问题(递归) (20)一、课程内容1、分治法,求最大值最小值,maxmin算法;2、动态规划,矩阵连乘,求最少连乘次数;3、贪心法,1)背包问题,2)装载问题;4、回溯法,N皇后问题的循环结构算法和递归结构算法。
二、算法分析1、分治法(1)分治法核心思想当要求解一个输入规模为n,且n的取值相当大的问题时,直接求解往往是非常困难的。
如果问题可以将n个输入分成k个不同子集合,得到k个不同的可独立求解的子问题,其中1<k≤n, 而且子问题与原问题性质相同,原问题的解可由这些子问题的解合并得出。
那末,这类问题可以用分治法求解。
分治法的核心技术1)子问题的划分技术.2)递归技术。
反复使用分治策略将这些子问题分成更小的同类型子问题,直至产生出不用进一步细分就可求解的子问题。
3)合并技术.(2)MaxMin算法分析问题:在含有n个不同元素的集合中同时找出它的最大和最小元素。
篇一:四皇后问题实验报告人工智能——四皇后问题一、问题描述四皇后问题一个4×4国际象棋盘,依次放入四个皇后,条件:每行、每列及对角线上只允许出现一枚棋子。
设:data=l(表) x∈l x ∈﹛i j﹜1≤ i, j ≤4 其中:i j 表示棋子所在行列如:24 表示第二行第四列有一枚棋子∵棋盘上可放入的棋子数为0 ~ 4 个∴l表中的元素数为0 ~ 4 个,即 length l = 0 ~ 4 ,如图a ﹛12,24,31,43 ﹜定义规则: if1≤ i ≤4andlength data = i -1thenappend(data( ij )) 1≤ j ≤4①对于任一行i , 1≤ j ≤4 表明每行有四条规则。
比如第一行:r11,r12,r13,r14②棋盘中共有四行,所以共有16条规则。
即: r11,r12,r13,r14r21,r22,r23,r24r31,r32,r33,r34r41,r42,r43,r44③ 16条规则中,哪些是当前可用规则,取决于data的长度,即:data中的元素个数。
换言之,每次只能将一个棋子放在当前行的下一行。
二、回溯法搜索策略图讨论:上述算法产生22次回溯,原因在于规则自然顺序排列,没考虑任何智能因素。
改进算法定义对角线函数:diag(i,j):过ij点最长的对角线长度值。
规定:①如果: diag(i,k) ≤ diag(i,j) 则规则排列次序为: rik, rij 同一行四条规则中,对角线函数值小的排在前面②如果:diag(i,k) = diag(i,j) 则规则排列次序为: rij ,rikj < k 对角线长度相等的规则按照字母排列顺序排序讨论:①利用局部知识排列规则是有效的。
② backtrack算法对重复出现的状态没有判断,所以可能造成出现死循环。
③没有对搜索深度加以限制,可能造成搜索代价太大。
三、算法描述回溯法——在约束条件下先序遍历,并在遍历过程中剪去那些不满足条件的分支。
使用回溯算法求解的问题特征,求解问题要分为若干步,且每一步都有几种可能的选择,而且往往在某个选择不成功时需要回头再试另外一种选择,如果到达求解目标则每一步的选择构成了问题的解,如果回头到第一步且没有新的选择则问题求解失败。
在回溯策略中,也可以通过引入一些与问题相关的信息来加快搜索解的速度。
对于皇后问题来说,由于每一行、每一列和每一个对角线,都只能放一个皇后,当一个皇后放到棋盘上后,不管它放在棋盘的什么位置,它所影响的行和列方向上的棋盘位置是固定的,因此在行、列方面没有什么信息可以利用。
但在不同的位置,在对角线方向所影响的棋盘位置数则是不同的。
可以想象,如果把一个皇后放在棋盘的某个位置后,它所影响的棋盘位置数少,那么给以后放皇后留下的余地就太大,找到解的可能性也大;反之留有余地就小,找到解的可能性也小。
四、算法流程图五、源程序#include <stdio.h>#define n 4char board[n][n];int t;int col[n]; //存储第i行对应的列的值,这样的(i,j)值满足当前棋盘上的皇后不能互相攻击。
int safetyplace(int x,int y) //(x,y)位置是否安全{int i,j;for(i=0;i<x;i++){j=col[i];if(x==i||y==j)return 0;if(x-y==i-j||x+y==i+j) //判断左右对角线return 0;}return 1;}void get_position(int i)//处在第i行时状态{int w,j;char a[1]={3};if(i==n) //输出棋盘{for (w=0;w<n;w++){for (j=0;j<n;j++){if(board[w][j]==001)printf(%c ,board[w][j]);else{printf(%c,a[0]);printf(%c ,board[w][j]);}}printf(\n);}printf(\n);printf(--------------\n);t++;}else{int u;for (u=0;u<n;u++){ if (safetyplace(i,u)==1){col[i]=u;//记录下第i行可行的列的位置 board[i][u]=001; //放置皇后get_position(i+1);//转换到下一个状态,即下一行col[i]=0; //回溯到当前状态,重置列和棋盘的值 board[i][u]=0; } }}}main(){printf(%c是皇后!\n\n,001);get_position(0);printf(一共有%d种方法!\n,t);}六、结果截图篇二:八皇后问题实验报告实验报告——八皇后问题求解(递归和非递归)学号:专业年级:姓名:一、需求分析(要实现的功能描述)1.问题描述八皇后问题是一个以国际象棋为背景的问题:如何能够在8×8的国际象棋棋盘上放置八个皇后,使得任何一个皇后都无法直接吃掉其他的皇后?为了达到此目的,任两个皇后都不能处于同一条横行、纵行或斜线上。
八皇后问题可以推广为更一般的n皇后摆放问题:这时棋盘的大小变为n×n,而皇后个数也变成n。
当且仅当n = 1或n ≥ 4时问题有解。
八皇后问题最早是由国际囯际象棋棋手马克斯·贝瑟尔于1848年提出。
诺克也是首先将问题推广到更一般的n皇后摆放问题的人之一。
2.实现功能八皇后问题实现了在棋盘上摆放八个皇后的功能,这八个皇后任意两个皇后都不能处于同一条横行、纵行或斜线上。
3.测试数据测试数据可以通过手工寻找三组满足需要的值,测试数组(m,n),其中m代表皇后所在的行,n代表皇后所在的列。
例如,第一组测试数据:(1,4)、(2,7)、(3,3)、(4、8)、(5,2)、(6,5)、(7,1)、(8,6);第二组测试数据(1,5)、(2,2)、(3,4)、(4,7)、(5,3)、(6,8)、(7,6)、(8,1);第三组测试数据:(1,4)、(2,2)、(3,7)、(4,3)、(5,6)、(6,8)、(7,5)、(8,1)。
最后与编程求得的结果进行比较。
如果这三组数据在最后编程求得的结果中,说明程序的编写基本没有什么问题。
二、概要设计在进行概要设计的过程中,要清楚整个程序包含的功能模块及模块间的调用关系。
对于八皇后问题,整个程序中应该包括主函数模块,摆放皇后的函数模块,以及判断皇后的位置是否摆放正确的判断模块。
对于模块间的关系,在运行主函数的过程中会调用摆放皇后的函数模块,在摆放皇后的函数模块中,又会调用判断皇后位置是否摆放正确的判断模块。
三、详细设计抽象数据类型中定义的各种操作算法实现(用n-s图描述)对于求解八皇后问题的非递归算法,n-s图如下:对于八皇后问题求解的递归算法,n-s图如下:四、调试分析1.程序在调式过程中出现的问题及解决方法由于对于c语言编程问题掌握的并非十分熟练,因而在程序的调试过程中出现了一些问题。
例如,在编写位置冲突算法的过程中,在解决对角线问题上,没有考虑对角线有两条,只考虑了其中的一条,因而在编写程序的过程中,没有使用绝对值,导致得到的满足要求的测试结果比实际的要多得多。
再如,为了能够输出比较整齐的测试结果,开始的时候只是输出了皇后所在的列数,没有输出皇后的行数。
后来,在添加了行数坐标后,两个程序输出了相同的比较整齐美观的测试结果。
2.算法的时间复杂度分析在考虑算法的时间复杂度问题上,只需考虑每个函数的最大的时间复杂度即可,求得的最大的时间复杂度即为整个程序的时间复杂度。
对于递归程序的时间复杂度:o()对于非递归程序的时间复杂度:o()因而,对于递归和非递归程序两个程序的时间复杂度,递归程序的时间复杂度要高。
五、用户手册由于在程序编写的过程中,使用的环境为visual c++ 6.0,因而在使用的过程中,最好使用visual c++ 6.0,以免在程序运行错误。
本程序的操作过程十分简单,不需要操作者有c语言基础。
六、测试结果通过对于问题的编程求解,共得到了92种结果。
从中任意选择三组数据进行测试。
数组的第一个数值为皇后所在的行,第二个值为皇后所在的列。
第一组测试数据:(1,4)、(2,7)、(3,3)、(4、8)、(5,2)、(6,5)、(7,1)、(8,6)用图像形象表示为:再如,第二组测试数据:(1,5)、(2,2)、(3,4)、(4,7)、(5,3)、(6,8)、(7,6)、(8,1)第三组测试数据:(1,4)、(2,2)、(3,7)、(4,3)、(5,6)、(6,8)、(7,5)、(8,1)由于空间有限,所以92种测试结果用数组的形式表示如下:篇三:八皇后实验报告实验项目: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。