说在前面:最近遇到2n皇后问题,看了很多代码都不是很懂,就先去学习了n皇后问题,n皇后问题弄明白之后,2n皇后问题就很容易了。其中n皇后问题是学习了b站up主<麦克老师讲算法>的视频之后弄明白了。(建议先学习n皇后,再学习2n皇后)
1. n皇后问题
问题简述:
在8×8格的国际象棋上摆放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、同一列或同一斜线上,问有多少种摆法。
输入:n
输出:n*n的棋盘格上,有多种摆法
解析:
其中一个重要的数据结构就是设置一个一维数组a[10],a[i]代表的是第i行的皇后放在了第a[i]列(这个一定要理解)
然后就是check(int x,int y)函数,是检查当前行位置(x,y)能否放置皇后,即检查(x,y)所在的列、左对角线、右对角线。
最后就是dfs(int row)函数,进行深度优先遍历,寻找一组解
具体看下面的代码。
#include<iostream>
using namespace std;
//n皇后问题
int a[10];//a[i]表示第i行的皇后放在第a[i]列
int n;
int num=0;//解的个数
bool check(int x,int y) //检查该位置能否放置皇后
{
for(int i=1;i<x;i++)//依次对前x行进行检查
{
if(a[i]==y) return false; //对列进行检查
if(a[i]-i==y-x) return false; //对左斜线进行检查,横纵坐标之差相等
if(a[i]+i==x+y) return false; //对由斜线进行检查 ,横纵坐标之和相等
}
return true;
}
void dfs(int row)//当前行皇后的放置
{
if(row==n+1)//此时,产生了一组解
{
num++;
return;
}
else
{
for(int i=1;i<=n;i++)
{
if(check(row,i)) //检查row行,i列是否能够放置皇后
{
a[row]=i;
dfs(row+1);
a[row]=0;
}
}
}
}
int main()
{
cin>>n;
dfs(1);
cout<<num<<endl;
return 0;
}
2. 2n皇后问题
问题简述:
给定一个n*n的棋盘,棋盘中有一些位置不能放皇后。现在要向棋盘中放入n个黑皇后和n个白皇后,使任意的两个黑皇后都不在同一行、同一列或同一条对角线上,任意的两个白皇后都不在同一行、同一列或同一条对角线上。问总共有多少种放法?n小于等于8。
输入:
输入的第一行为一个整数n,表示棋盘的大小。 n小于等于8
接下来n行,每行n个0或1的整数,如果一个整数为1,表示对应的位置可以放皇后,如果一个整数为0,表示对应的位置不可以放皇后。
输出:
输出一个整数,表示总共有多少种放法。
解析:
可以理解为两次n皇后问题,但是要注意如果先进行白皇后的放置,再进行黑皇后的放置时就要检查是否已经放置了白皇后。
在这里,我们假设先放置白皇后,再放置黑皇后
对白皇后的检查:该位置是否允许放置、列、对角线
对黑皇后的检查:该位置是否允许放置、该位置是否已放置白皇后、列、对角线
具体代码如下。
#include<iostream>
using namespace std;
//可以理解为两次n皇后问题
//对白皇后的检查:该位置是否允许放置、列、对角线
//对黑皇后的检查:该位置是否允许放置、该位置是否已放置白皇后、列、对角线
int white[10]; //记录白皇后的放置
int black[10]; //记录黑皇后的放置
int num=0; //解的个数
int n;
int a[10][10];
bool checkwhite(int x,int y) //检查能否放置白皇后
{
if(a[x][y]==0)
return false;
for(int i=1;i<x;i++)
{
if(white[i]==y) return false;
if(i-white[i]==x-y) return false;
if(i+white[i]==x+y) return false;
}
return true;
}
bool checkblack(int x,int y) //检查能否放置黑皇后
{
if(a[x][y]==0)
return false;
if(white[x]==y)
return false;
for(int i=1;i<x;i++)
{
if(black[i]==y) return false;
if(black[i]-i==y-x) return false;
if(black[i]+i==y+x) return false;
}
return true;
}
void dfsb(int row)//对黑皇后进行深度优先遍历
{
if(row==n+1)
{
num++;
return;
}
else
{
for(int i=1;i<=n;i++)
{
if(checkblack(row,i))
{
black[row]=i;
dfsb(row+1);
black[row]=0;
}
}
}
}
void dfsw(int row)//对白皇后进行深度优先遍历
{
if(row==n+1)
{
dfsb(1); //摆放好白皇后之后,再摆放黑皇后
return;
}
else
{
for(int i=1;i<=n;i++)
{
if(checkwhite(row,i))
{
white[row]=i;
dfsw(row+1);
white[row]=0;
}
}
}
}
int main()
{
cin>>n;
for(int i=1;i<=n;i++)
{
for(int j=1;j<=n;j++)
cin>>a[i][j];
}
dfsw(1);
cout<<num<<endl;
}