设计算法递归实现四皇后问题的代码,要求实现棋盘初始化,定义,和调用,分为main.c,queen.c,queen.h三个文件
时间: 2024-09-26 18:13:30 浏览: 17
四皇后问题是经典的回溯算法问题,用于在一个8x8的国际象棋棋盘上放置四个皇后,使得任意两个皇后都不在同一行、同一列或对角线上。以下是使用C语言实现四皇后问题的递归算法,分为主函数main.c,皇后移动处理函数queen.c以及头文件queen.h:
**queen.h**
```c
#ifndef QUEEN_H
#define QUEEN_H
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
// 宏定义表示棋盘大小
#define BOARD_SIZE 8
// 四皇后问题数据结构
typedef struct {
bool board[BOARD_SIZE][BOARD_SIZE]; // 棋盘矩阵
} Queen;
// 用于记录皇后位置的回调函数指针
void (*place_queen)(Queen*, int);
// 解决四皇后问题的函数原型
bool solve_queens(Queen* board, int row);
#endif
```
**queen.c**
```c
#include "queen.h"
// 动态置皇后函数,实现递归回溯
void place_queen(Queen* board, int col) {
if (col >= BOARD_SIZE) { // 如果所有列都已填满,则找到解决方案
printf("\nSolution found:\n");
for (int i = 0; i < BOARD_SIZE; i++) {
for (int j = 0; j < BOARD_SIZE; j++) {
printf("%d ", board[i][j] ? "Q" : ".");
}
printf("\n");
}
return;
}
for (int i = 0; i < BOARD_SIZE; i++) { // 尝试将皇后放在每一行
if (!board[i][col]) { // 判断当前位置是否冲突
board[i][col] = true;
if (solve_queens(board, col + 1)) { // 递归尝试下一行
return;
}
board[i][col] = false; // 若回溯失败,恢复当前位置
}
}
}
// 主函数入口点,调用解题函数
bool solve_queens(Queen* board, int row) {
if (row == BOARD_SIZE) { // 基线条件:当行数等于棋盘大小时,开始填充第一行
place_queen(board, 0);
return false;
} else {
return solve_queens(board, row + 1); // 逐行向上递归
}
}
```
**main.c**
```c
#include "queen.h"
#include <stdio.h>
int main() {
Queen board;
for (int i = 0; i < BOARD_SIZE; i++) {
for (int j = 0; j < BOARD_SIZE; j++) {
board.board[i][j] = false; // 初始化所有格子为未放置皇后
}
}
if (solve_queens(&board, 0)) { // 调用解题函数并检查结果
printf("No solution exists.\n");
}
return 0;
}
```
这个示例展示了如何通过三个文件实现四皇后问题的递归算法。`main.c`负责初始化棋盘和调用`solve_queens`,`queen.c`实现了递归逻辑,而`queen.h`定义了数据结构和必要的接口。运行`main.c`即可看到解决方案或提示无解的情况。