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八皇后

采用逐步试探的方式,先从一个方向往前走,能进则进,不能进则退,尝试另外的路径。首先我们来分析一下国际象棋的规则,这些规则能够限制我们的前进,也就是我们前进途中的障碍物。一个皇后q(x,y)能被满足以下条件的皇后q(row,col)吃掉

1)x=row(在纵向不能有两个皇后)

2)  y=col(横向)

3)col + row = y+x;(斜向正方向)

4)  col - row = y-x;(斜向反方向)

遇到上述问题之一的时候,说明我们已经遇到了障碍,不能继续向前了。我们需要退回来,尝试其他路径。

我们将棋盘看作是一个8*8的数组,这样可以使用一种蛮干的思路去解决这个问题,这样我们就是在8*8=64个格子中取出8个的组合,C(64,80) = 4426165368,显然这个数非常大,在蛮干的基础上我们可以增加回溯,从第0列开始,我们逐列进行,从第0行到第7行找到一个不受任何已经现有皇后攻击的位置,而第五列,我们会发现找不到皇后的安全位置了,第五列的时候,摆放任何行都会上图所示已经存在的皇后的攻击,这时候我们认为我们撞了南墙了,是回头的时候了,我们后退一列,将原来摆放在第四列的皇后(3,4)拿走,从(3,4)这个位置开始,我们再第四列中寻找下一个安全位置为(7,4),再继续到第五列,发现第五列仍然没有安全位置,回溯到第四列,此时第四列也是一个死胡同了,我们再回溯到第三列,这样前进几步,回退一步,最终直到在第8列上找到一个安全位置(成功)或者第一列已经是死胡同,但是第8列仍然没有找到安全位置为止

总结一下,用回溯的方法解决8皇后问题的步骤为:

1)从第一列开始,为皇后找到安全位置,然后跳到下一列

2)如果在第n列出现死胡同,如果该列为第一列,棋局失败,否则后退到上一列,在进行回溯

3)如果在第8列上找到了安全位置,则棋局成功。

8个皇后都找到了安全位置代表棋局的成功,用一个长度为8的整数数组queenList代表成功摆放的8个皇后,数组索引代表棋盘的col向量,而数组的值为棋盘的row向

量,所以(row,col)的皇后可以表示为(queenList[col],col),如上图中的几个皇后可表示为:

queenList[0] = 0;  queenList[1] = 3;   queenList[2] = 1;  queenList[3] = 4;   queenList = 2;   

      bool IsSafe(int col,int row,int[] queenList)

        {            //只检查前面的列       

        for (int tempCol = 0; tempCol < col; tempCol++)

                        int tempRow = queenList[tempCol];

                if (tempRow == row)
              {
                   //同一行
                   return false;
               }
             if (tempCol == col)
               {
                 //同一列
                  return false;
               }
               if (tempRow - tempCol == row - col || tempRow + tempCol == row + col)
                {
                  return false;
              }
           }
            return true;
      }

           /// <summary>

         /// 在第col列寻找安全的row值
        /// </summary>
       /// <param name="queenList"></param>
      /// <param name="col"></param>
        /// <returns></returns>
技术分享        public bool PlaceQueue(int[] queenList, int col)
       {
         int row = 0;
           bool foundSafePos = false;
            if (col == 8) //结束标志
            {
                //当处理完第8列的完成
                foundSafePos = true;
            }

            else

            {
                while (row < 8 && !foundSafePos)
                {
                    if (IsSafe(col, row, queenList))
                    {
                        //找到安全位置
                        queenList[col] = row;
                        //找下一列的安全位置
                        foundSafePos = PlaceQueue(queenList, col + 1);
                        if (!foundSafePos)
                        {
                            row++;
                        }
                    }
                    else
                    {
                        row++;
                    }
                }
            }
            return foundSafePos;
        }

调用方法:

技术分享 static void Main(string[] args)

     {

            EightQueen eq = new EightQueen();
            int[] queenList = new int[8];
            for (int j = 0; j < 8; j++)
            {
                Console.WriteLine("-----------------"+j+"---------------------");
                queenList[0] = j;
                bool res = eq.PlaceQueue(queenList, 1);

                if (res)
                {
                    Console.Write("   ");       
                    for (int i = 0; i < 8; i++)
                    {
                        Console.Write(" " + i.ToString() + " ");       
                    }
                    Console.WriteLine("");
                    for (int i = 0; i < 8; i++)
                    {
                        Console.Write(" "+i.ToString()+" ");                       
                        for (int a = 0; a < 8; a++)
                        {                           
                            if (i == queenList[a])
                            {
                                Console.Write(" q ");
                            }
                            else
                            {
                                Console.Write(" * ");
                           }
                       }
                      Console.WriteLine("");
                               
                   }
                
                  Console.WriteLine("---------------------------------------");
              }
               else
              {
                  Console.WriteLine("不能完成棋局,棋局失败!");
               }
           }
         Console.Read();
     }

八皇后