递归 – 八皇后问题(Java)
博客说明
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问题介绍
八皇后问题,是一个古老而著名的问题,是回溯算法的典型案例。该问题是国际西洋棋棋手马克斯·贝瑟尔于 1848 年提出:在 8×8 格的国际象棋上摆放八个皇后,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
问题思路
- 第一个皇后先放第一行第一列
- 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
- 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
- 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.
- 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
代码思路
创建一个一维数组代替原本的二维数组,只针对列和斜线的判断
采用循环来判断在第 n 个皇后的不同列(i)是否冲突
使用递归来判断不同的皇后的情况
代码
package question;
public class Queen {
// 定义最大的行
int max = 8;
// 创建一维数组存储每行的列的位置
int[] array = new int[max];
// 结果数
static int count = 0;
// 检查是否冲突的次数
static int judgecount = 0;
public static void main(String[] args) {Queen queen = new Queen();
queen.check(0);
System.out.printf("一共有 %d 总解法", count);
System.out.println();
System.out.printf("一共有 %d 次判断冲突", judgecount);
}
// 放置皇后
private void check(int n) {if (n == max) { // 已经放置好
// 打印函数
print();
return;
}
// 依次放置皇后的列数
for (int i = 0; i < max; i++) {
// 把皇后放置到该行的第一列
array[n] = i;
// 判断当前皇后在 i 列时是否冲突
if (judge(n)) { // 不冲突
// 接着放 n + 1 个皇后(递归)check(n + 1);
}
}
}
// 判断是否冲突
private boolean judge(int n) {
judgecount++;
for (int i = 0; i < n; i++) {
// 由于 n 代表行,所以不会出现在同一行的情况,判断是否在同一列,判断是否在同一斜线上
if (array[i] == array[n] || Math.abs(n - i) == Math.abs(array[n] - array[i])) {return false;}
}
return true;
}
// 打印结果
private void print() {
count++;
for (int i = 0; i < array.length; i++) {System.out.print(array[i] + " ");
}
System.out.println();}
}
结果
0 4 7 5 2 6 1 3
0 5 7 2 6 3 1 4
0 6 3 5 7 1 4 2
0 6 4 7 1 3 5 2
1 3 5 7 2 0 6 4
1 4 6 0 2 7 5 3
1 4 6 3 0 7 5 2
1 5 0 6 3 7 2 4
1 5 7 2 0 3 6 4
1 6 2 5 7 4 0 3
1 6 4 7 0 3 5 2
1 7 5 0 2 4 6 3
2 0 6 4 7 1 3 5
2 4 1 7 0 6 3 5
2 4 1 7 5 3 6 0
2 4 6 0 3 1 7 5
2 4 7 3 0 6 1 5
2 5 1 4 7 0 6 3
2 5 1 6 0 3 7 4
2 5 1 6 4 0 7 3
2 5 3 0 7 4 6 1
2 5 3 1 7 4 6 0
2 5 7 0 3 6 4 1
2 5 7 0 4 6 1 3
2 5 7 1 3 0 6 4
2 6 1 7 4 0 3 5
2 6 1 7 5 3 0 4
2 7 3 6 0 5 1 4
3 0 4 7 1 6 2 5
3 0 4 7 5 2 6 1
3 1 4 7 5 0 2 6
3 1 6 2 5 7 0 4
3 1 6 2 5 7 4 0
3 1 6 4 0 7 5 2
3 1 7 4 6 0 2 5
3 1 7 5 0 2 4 6
3 5 0 4 1 7 2 6
3 5 7 1 6 0 2 4
3 5 7 2 0 6 4 1
3 6 0 7 4 1 5 2
3 6 2 7 1 4 0 5
3 6 4 1 5 0 2 7
3 6 4 2 0 5 7 1
3 7 0 2 5 1 6 4
3 7 0 4 6 1 5 2
3 7 4 2 0 6 1 5
4 0 3 5 7 1 6 2
4 0 7 3 1 6 2 5
4 0 7 5 2 6 1 3
4 1 3 5 7 2 0 6
4 1 3 6 2 7 5 0
4 1 5 0 6 3 7 2
4 1 7 0 3 6 2 5
4 2 0 5 7 1 3 6
4 2 0 6 1 7 5 3
4 2 7 3 6 0 5 1
4 6 0 2 7 5 3 1
4 6 0 3 1 7 5 2
4 6 1 3 7 0 2 5
4 6 1 5 2 0 3 7
4 6 1 5 2 0 7 3
4 6 3 0 2 7 5 1
4 7 3 0 2 5 1 6
4 7 3 0 6 1 5 2
5 0 4 1 7 2 6 3
5 1 6 0 2 4 7 3
5 1 6 0 3 7 4 2
5 2 0 6 4 7 1 3
5 2 0 7 3 1 6 4
5 2 0 7 4 1 3 6
5 2 4 6 0 3 1 7
5 2 4 7 0 3 1 6
5 2 6 1 3 7 0 4
5 2 6 1 7 4 0 3
5 2 6 3 0 7 1 4
5 3 0 4 7 1 6 2
5 3 1 7 4 6 0 2
5 3 6 0 2 4 1 7
5 3 6 0 7 1 4 2
5 7 1 3 0 6 4 2
6 0 2 7 5 3 1 4
6 1 3 0 7 4 2 5
6 1 5 2 0 3 7 4
6 2 0 5 7 4 1 3
6 2 7 1 4 0 5 3
6 3 1 4 7 0 2 5
6 3 1 7 5 0 2 4
6 4 2 0 5 7 1 3
7 1 3 0 6 4 2 5
7 1 4 2 0 6 3 5
7 2 0 5 1 4 6 3
7 3 0 2 5 1 6 4
一共有 92 总解法
一共有 15720 次判断冲突
感谢
尚硅谷
万能的网络
以及勤劳的自己