带你走进Java数据结构与算法(十)--八皇后问题

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八皇后问题(92种)

问题描述:在一个8 × 8 的国际象棋摆放 8个皇后,使其不能互相攻击

要求:任意两个皇后都不能处于同一列、同一行或者同一斜线上,问有多少种摆法

分析

  1. 第一个皇后先放第一行第一列
  2. 第二个皇后放在第二行第一列、然后判断是否OK, 如果不OK,继续放在 第二列、第三列、依次把所有列都放完,找到一个合适
  3. 继续第三个皇后,还是第一列、第二列……直到第8个皇后也能放在一个 不冲突的位置,算是找到了一个正确解
  4. 当得到一个正确解时,在栈回退到上一个栈时,就会开始回溯,即将第 一个皇后,放到第一列的所有正确解,全部得到.
  5. 然后回头继续第一个皇后放第二列,后面继续循环执行 1,2,3,4的步骤

说明:

  • 理论上应该创建一个二维数组来表示棋盘,但是实际上可以通过算法, 用一个一维数组即可解决问题. arr[8] = {0 , 4, 7, 5, 2, 6, 1, 3}
  • 对应arr 下标表示第几行,即第几个皇后,arr[i] = val , val 表示第 i + 1 个皇后,放在第 i + 1行的 第val+1列
package com.recursion;
​
/**
 * @author Kcs 2022/8/28
 */
public class Queue8 {
​
    /**
     * 皇后总数
     */
    int max = 8;
​
    /**
     * 定义数组array,保留皇后放置的位置
     */
    int[] array = new int[max];
​
    /**
     * 统计一共有多少种解法
     */
    static int count = 0;
​
    public static void main(String[] args) {
        //测试
        Queue8 queue8 = new Queue8();
        queue8.check(0);
        System.out.printf("共有解法:%d", count);
    }
​
    /**
     * 放置第n个皇后
     * check每一次递归时,都会进入到for循环
     */
    private void check(int n) {
        //8皇后已经放完
        if (n == max) {
            print();
            return;
        }
        //依次放入皇后,并判断是否冲突
        for (int i = 0; i < max; i++) {
            //本皇后n,放置行的首列
            array[n] = i;
            //皇后放置第i列,判断是否与前面的皇后的列是否冲突
​
            if (judge(n)) {
                //不冲突,接着下一个皇后, 递归
                check(n + 1);
            }
            //冲突,回去到上一行 array[n] = i,将第n个皇后,放置在本行的后移一个位置
        }
    }
​
​
    /**
     * 查看放置的皇后是否与前面放置的皇后是否产生冲突
     * n: 第n个皇后
     */
    private boolean judge(int n) {
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            //判断皇后是否在同一列上,或者统一斜线上(Math.abs(n - i) == Math.abs(array[n] - array[i] n:表示列上,
            // 比如 n = 1 时,array[n] = array[1] = 1 ,arr[i] = val , val 表示第i+1个皇后,放在第i+1行的第val+1列
            // 同一行就不要判断, n不断在增加
            if (array[i] == array[n] || Math.abs(n - i) == Math.abs(array[n] - array[i])) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
​
    /**
     * 输出皇后的位置
     */
    public void print() {
        count++;
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            System.out.print(array[i] + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}
​