使用Java解决:描述 使用回溯技术改进递归算法,边递归边进行check。 请你统计N皇后问题解的数量。 输入 一个正整数N(N <= 13) 输出 1个整数,代表N皇后问题解的数量;若无解,输出“No Solution!”。
时间: 2024-10-24 12:14:43 浏览: 13
利用栈和队列解决八皇后问题
5星 · 资源好评率100%
在Java中,我们可以使用回溯算法(Backtracking)来解决N皇后问题,这是一个经典的计算机科学问题,涉及在一个n×n的棋盘上放置n个皇后,使得任意两个皇后都不在同一行、同一列,以及对角线上。递归是一种自然的方式来思考这个问题,但是直接递归可能会导致大量的冗余计算。通过回溯技术,我们可以在尝试放置皇后的过程中不断地检查条件是否满足,如果不符合就撤销之前的步骤,直到找到所有可能的解决方案。
下面是基本的步骤:
1. 定义一个`isSafe`函数,用于判断当前位置是否安全,即不存在冲突的行、列或对角线。
2. 主函数`solveNQueens`接受一个数组作为棋盘,初始化皇后的位置为0,并调用`backtrack`开始搜索。
3. `backtrack`函数是一个递归函数,它会尝试将皇后放置在当前行的每个位置,然后检查是否安全。如果安全,继续在下一行递归;如果不安全,则回溯到前一格尝试其他位置。
4. 当所有的皇后都成功放置时,返回1表示找到了一个解,否则返回0。
5. 如果在所有可能的排列中都没有找到解决方案,最后返回"No Solution!"。
```java
public class NQueens {
private static int n;
private static boolean[][] board;
public static void main(String[] args) {
n = ...; // 输入的N值
board = new boolean[n][n];
if (solveNQueens(0)) {
System.out.println("Solution exists: " + countSolutions());
} else {
System.out.println("No Solution!");
}
}
// 回溯函数,尝试在row位置放置皇后
private static boolean backtrack(int row) {
if (row == n) {
return true; // 找到一个解,返回true
}
for (int col = 0; col < n; col++) {
if (isSafe(row, col)) { // 检查该位置是否安全
board[row][col] = true; // 放置皇后
if (backtrack(row + 1)) { // 递归下一行
return true;
}
board[row][col] = false; // 回溯,移除皇后
}
}
return false; // 到达最后一行仍没找到解,返回false
}
// isSafe函数检查是否安全
private static boolean isSafe(int row, int col) {
// 检查对角线和行、列
return !board[row][col] && !diagonalConflict(row, col) && !horizontalConflict(row, col);
}
// 计算解的数量
private static int countSolutions() {
int count = 0;
for (boolean[] row : board) {
if (Arrays.stream(row).allMatch(b -> b)) {
count++;
}
}
return count;
}
// 边缘情况处理(对角线冲突检测)
private static boolean diagonalConflict(int row, int col) {
// 对左上到右下的对角线进行检查...
return row != col && board[row - col][col];
}
private static boolean horizontalConflict(int row, int col) {
// 横向冲突检查
return board[row][col];
}
}
```
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