一、八皇后问题有多少解法
八皇后问题是指在一个8×8的国际象棋棋盘上摆放八个皇后,使得每个皇后都无法直接吃掉其他皇后。该问题最早由马克斯·贝瑟尔于1848年提出,是一个经典的递归和回溯算法问题。
关于八皇后问题的解法,一般分为暴力枚举和回溯算法两种。暴力枚举就是枚举所有可能的情况,然后逐个检查是否满足条件。而回溯算法则是在枚举过程中不断削减不合理的情况,最后得到符合条件的解。
下面是两种解法的代码示例:
// 暴力枚举
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int ans = 0;
bool check(int x[], int k) { // 判断当前情况是否合法
for (int i = 0; i < k; i++) {
if (x[i] == x[k] || abs(x[i] - x[k]) == k - i) return false;
}
return true;
}
void dfs(int x[], int k) {// 枚举每一列
if (k == 8) { // 找到一组解
ans++;
return;
}
for (int i = 0; i < 8; i++) {
x[k] = i; // 在第k列第i行放置一个皇后
if (check(x, k)) dfs(x, k + 1); // 如果合法,继续枚举下一列
}
}
int main() {
int x[8];
dfs(x, 0);
cout << ans << endl;
return 0;
}
// 回溯算法
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int ans = 0;
void dfs(int x[], int k) {
if (k == 8) {
ans++;
return;
}
for (int i = 0; i < 8; i++) {
bool flag = true; // flag记录是否在该列找到了合法的位置
x[k] = i; // 在第k列第i行放置一个皇后
for (int j = 0; j < k; j++) { // 遍历前k列,判断当前情况是否合法
if (x[k] == x[j] || abs(x[k] - x[j]) == k - j) { // 不合法,回溯
flag = false;
break;
}
}
if (flag) dfs(x, k + 1); // 在当前列找到合法位置,继续枚举下一列
}
}
int main() {
int x[8];
dfs(x, 0);
cout << ans << endl;
return 0;
}
二、八皇后问题答案
经过上述两种算法的求解,可以得到八皇后问题有92组解。以下是其中一组解的示例(皇后的位置用Q表示):
Q _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Q _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Q _ _ _ _ _ Q _ _ _ _ Q _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Q _ _ Q _ _ _ _ _ _ _ _ _ Q _ _ _ _
三、八皇后问题所有答案
如果想要获取所有92组八皇后问题的解,可以从网上下载预处理好的数据。以下是一份我找到的八皇后所有解的txt文件的前几行:
1 6 8 3 7 4 2 5 1 7 4 6 8 2 5 3 1 7 5 8 2 4 6 3 1 8 4 7 5 2 6 3 2 4 6 8 3 1 7 5 2 5 7 1 3 8 6 4 2 5 7 4 1 8 6 3 2 6 1 7 4 8 3 5 ......
可以看到,每一行都表示一组解,数字表示皇后所在的列数。只要读取这个文件即可得到所有的八皇后问题解。
四、八皇后问题python/c++四种算法
除了上面提到的暴力枚举和回溯算法外,在解决八皇后问题上,还可采用迭代加深、位运算加速等四种算法。以下是python和c++的代码示例:
// 迭代加深-python
def IDDFS(x, depth):
if depth == 0:
return True
for i in range(8):
flag = True
x[depth - 1] = i
for j in range(depth - 1):
if x[j] == x[depth - 1] or abs(x[j] - x[depth - 1]) == depth - j - 1:
flag = False
break
if flag and IDDFS(x, depth - 1):
return True
return False
def solve():
depth = 1
x = [-1] * 8
while not IDDFS(x, depth):
depth += 1
return x
if __name__ == '__main__':
x = solve()
for i in range(8):
for j in range(8):
if x[i] == j:
print('Q', end=' ')
else:
print('_', end=' ')
print()
// 位运算加速-c++
typedef unsigned long long ULL;
ULL ans = 0, limit;
int middle, upper;
void dfs(int row, ULL col, ULL ld, ULL rd) {
if (row == 8) ans++;
else {
ULL pos = limit & ~(col | ld | rd); // 将不能放置皇后的位置取反后,与掩码相与得到所有可行位置
while (pos) {
ULL p = pos & -pos; // 取最低位置的1
if (row == middle) { // 中间行时记录pos的1的数量,便于调整掩码
upper = __builtin_popcountll(pos) - 1;
}
pos -= p; // 清除pos最低位的1
if (row < middle) dfs(row + 1, col | p, (ld | p) << 1, (rd | p) >> 1);
else dfs(row + 1, col | p, (ld | p) << (upper + 1), (rd | p) >> (upper + 1));
}
}
}
int main() {
middle = 3;
limit = (1 << 8) - 1;
dfs(0, 0, 0, 0);
cout << ans << endl;
return 0;
}
五、八皇后有多少个解
八皇后问题有92种解。这个数字有时会被称为八皇后问题的解个数。
六、八皇后问题分析
八皇后问题是一道经典的算法问题,涉及到许多算法如暴力枚举和回溯算法等。在解决这个问题过程中,不仅需要思维的灵活运用,还需要细致入微的思考与分析,才能得到的正确的答案。
同时,八皇后问题还可以看作是一道可以锻炼编程能力的好题。无论是python还是c++,都可以用简洁优美的代码实现这个问题,提高自己的编程能力。