【递归】8皇后问题用代码解决
创始人
2025-05-29 10:07:51
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目录

一、概述

·N皇后问题是什么?

·怎么解决该问题?

二、C++代码实现


一、概述


·N皇后问题是什么?

        N皇后问题是计算机科学中最为经典的问题之一,该问题可追溯到1848年,由国际西洋棋棋手马克斯.贝瑟尔提出了8皇后问题。
        将N个皇后摆放在N*N的棋盘中,互相不可攻击,有多少种摆放方式,每种摆放方式具体是怎么?
        若在棋盘上已放置一个皇后,它实际上占据了哪些位置?以这个皇后为中心,上,下,左,右,左上,左下,右上,右下,8个方向的位置全部被占据。

·怎么解决该问题?

步骤:

  1. 标记数组,标记待放置下一个皇后的状态
  2. 第一行内放置第一个皇后,数组初始化都为“*”,有皇后就赋值为“q”
  3. 临时01数组,用来存储更新后的标记数组。0初始化数组,1标记当前皇后的攻击范围(8个方向)
  4. 临时*q数组,存放更新后的原始数组.
  5. 递归的在标志数组内找下一行0的位置,如果有0就放置第二个皇后,没有0全是1的话就说明改行无法放置皇后,回溯到上一行。
    1. 该行无法放置皇后说明上一行皇后放置的位置不合理,需要对上一行内的皇后重新放置
    2. 此时需要回到上一个状态进行重新放置皇后,也就是“1”记录的位置(也就说明了为什么要标记的原因)
    3. 在该情况下放置皇后
  6. 重复12345...直至每一行都放上皇后为止

其中,需要使用到的一些数组为:

  1. 临时位置ret_temp的数组(是“*”还是“q”)(放置当前皇后之后的结果)
  2. 存储最终结果ret的数组(是“*”还是“q”)(最后一次就是把最后的临时结果赋值给最终结果)
  3. 访问mark数值,存储每一次访问过的结果(是0还是1)
  4. 临时范围数组temp,保存上一次结果,用来回溯(是0还是1)

简言之,过程为:

  • 递归:放皇后->记录01位置->放皇后->..放满为止
  • 回溯:当准备放下一个皇后时发现改行全是1放不进去了,就回溯到上一行重新放置上一个皇后。
  • 此处需要注意的细节问题就是,需要 标记 放置当前皇后之前和之后的位置。

代码讲解:
        借助vector容器来定义数组,vector是一维整型数组,vector>是二维整型数组vector是二维字符数组,vector三维字符数组。

        

写在前面

问:

这样的两个容器内,b内存放的是什么?

答:b内最终存放的是

1

1 2

1 2 3

 而访问b数组的形式为:

	for (int i = 0; i < b.size(); i++)//b.size=3,访问3行{for (int j = 0; j < b[i].size(); j++)//每一行的元素,列cout << b[i][j] << " ";cout << endl;}

 

二、C++代码实现

/*
*SetPos()设置位置,对01数组添加皇后后进行更新
*cn是当前走到的第几个皇后,n是总皇后个数
*mark是标记数组,定义的是二维整型数组,标记01
*/
void SetPos(int cn, int n, vector>& mark)
{static int x[8] = {-1,1,0,0,-1,1,-1,1};static int y[8] = {0,0,-1,1,-1,-1,1,1};//(x[],y[]是8个方向的攻击范围)mark[cn][n] = 1;//放置过皇后之后的mark标记:0->1int newx, newy;for (int i = 1; i < mark.size(); i++) //i是外循环,初始化为1是从第二行开始遍历放置皇后{for (int j = 0; j < 8; j++) //j是内循环{newx = cn + i * x[j];//cn:x轴newy = n + i * y[j];//n:y轴,(newx,newy)是更新新皇后的攻击范围if (newx >= 0 && newx < mark.size() && newy >= 0 && newy < mark.size())//当且仅当mark标记数组内的数为0,且(newx,newy)不越界的情况下,放置该皇后,并更新0->1{mark[newx][newy] = 1;}}}}/*
*函数参数说明:
**cn是当前走到的第几个皇后,n是总皇后个数
**ret_temp是临时结果数组,定义的是二维字符数组,标记*和q
**ret是最终结果数组,定义的是三维字符数组,标记*和q
***因为因为ret是一个保存很多二维数组的数组,每一个temp都是一种八皇后解法,
***ret是最终结果,把八皇后二维数组的92所有结果,保存在了ret三位数组中
**mark是标记数组,定义的是二维整型数组,标记01
*/
void fn(int cn, int n, vector& ret_temp, vector>& ret,vector>& mark)
{if (cn == n){ret.push_back(ret_temp);return;}//循环第cn行的n列,找可以放置的位置(哪个是0)for (int i = 0; i < n; i++){if (mark[cn][i] == 0) //即是可以放置皇后{vector>temp = mark;ret_temp[cn][i] = 'q'; //注意是单引号,字符//cn行i列所攻击的8个方向的mark置为1SetPos(cn, i, mark);fn(cn + 1, n, ret_temp, ret, mark);//递归去下一行cn+1,放皇后//开始回溯ret_temp[cn][i] = '*';//把原来的q->*mark = temp; //把上一次temp->mark}}
}void main()
{vector> ret;//存放最终结果vector ret_temp;  //存放每一次皇后的放置结果vector> mark; //标识数组int n = 8;//初始化数组for (int i = 0; i < n; i++){mark.push_back(vector());for (int j = 0; j < n; j++)mark[i].push_back(0);ret_temp.push_back("");ret_temp[i].append(n, '*');}fn(0, n, ret_temp, ret, mark);//打印结果for (int i = 0; i < ret.size(); i++){cout << "i = " << i<

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