编写一个程序,求解皇后问题:在n×n的方格棋盘上,放置n个皇后,要求每个皇后不同行、不同列、不同左右对角线。

时间: 2023-05-31 20:18:25 浏览: 218
### 回答1: 这是一个经典的问题,可以使用回溯算法来解决。具体步骤如下: 1. 定义一个n×n的二维数组表示棋盘,初始化为。 2. 从第一行开始,依次尝试在每一列放置皇后。如果该位置不冲突,则将该位置标记为1,并递归到下一行。 3. 如果递归到最后一行,说明已经找到了一组解,将该解保存下来。 4. 如果当前行无法找到合适的位置放置皇后,则回溯到上一行,重新尝试其他列。 5. 重复2-4步,直到找到所有解。 需要注意的是,在判断某个位置是否冲突时,需要检查该位置所在的行、列、左右对角线是否已经有皇后。可以使用三个一维数组来记录已经占用的行、列、对角线。 代码实现可以参考以下示例: ### 回答2: 皇后问题是一道经典的搜索问题,目的是找到在nxn的棋盘上放置n个皇后,使得每个皇后都不在同一行、同一列或同一对角线上。 解决皇后问题的常见方法是回溯法。回溯是一种深度优先搜索,从棋盘的第一行开始,依次尝试在每个位置放置皇后,然后递归处理下一行。如果无法在第一行放置皇后,则回溯到上一行重新尝试。在每一个空格中,我们必须检查这个空格是否在同一行、同一列或同一对角线上的其他任何皇后。如果没有,我们就可以放置皇后,否则就必须回溯到上一个格子。 下面是具体实现思路: 1. 定义一个二维数组board,记录皇后的位置; 2. 定义一个isValid函数,判断当前位置是否可以放置皇后,判断条件包括行、列和对角线; 3. 定义一个backtrack函数,从第一行开始尝试放置皇后,到最后一行时记录一组正确的解; 4. 在backtrack函数中,首先遍历第一行的所有位置,然后判断该位置是否可以放置皇后,如果可以,将当前位置赋值为1,继续递归到下一行; 5. 递归回溯时,将当前位置重新赋值为0; 6. 返回所有正确解的数组。 代码如下: ``` class Solution: def solveNQueens(self, n: int) -> List[List[str]]: board = [[0] * n for _ in range(n)] res = [] def isValid(row, col): # check column for i in range(row): if board[i][col] == 1: return False # check diagonal for i, j in zip(range(row-1, -1, -1), range(col-1, -1, -1)): if board[i][j] == 1: return False for i, j in zip(range(row-1, -1, -1), range(col+1, n)): if board[i][j] == 1: return False return True def backtrack(row): if row == n: tmp = [] for i in range(n): s = "" for j in range(n): if board[i][j] == 1: s += "Q" else: s += "." tmp.append(s) res.append(tmp) return for col in range(n): if isValid(row, col): board[row][col] = 1 backtrack(row+1) board[row][col] = 0 backtrack(0) return res ``` 以上代码中,isValid函数用于判断当前位置是否可以放置皇后,backtrack函数用于回溯处理,最后返回所有的正确解。该思路是一种非常经典的排列组合问题解决方法,值得学习掌握。 ### 回答3: 题目要求在$n\times n$的方格棋盘上放置$n$个皇后,要求每个皇后不同行、不同列、不同左右对角线。这个问题可以通过递归和回溯的方法来解决,即先放置第一个皇后,然后逐行递归,对于每一行,依次判断每一列是否可以放置皇后,如果可以放置,就继续递归下一行,否则回溯到上一行,换一个位置重试,直到找到合适的位置或者回溯到第一行。 具体实现如下: 1.定义一个数组$pos$,$pos[i]$表示第$i$行的皇后在哪一列。初始值为$-1$,表示还没有放置。 2.定义一个函数$check(i,j)$,用来判断在第$i$行$j$列是否可以放置皇后。这个函数需要依次检查第$1$到第$i-1$行,看是否有皇后在同一列或者同一对角线。 3.定义一个递归函数$place(row)$,表示在第$row$行放置皇后。首先检查是否已经处理完最后一行,如果是,说明找到了一组解,输出结果;否则,依次尝试在当前行的每一列放置皇后,如果找到合适的位置,设置$pos[row]=j$(在第$row$行$j$列放置皇后),并递归下一行$place(row+1)$;如果不行,回溯到上一行,继续尝试。 4.调用$place(0)$开始递归,求解$n$皇后问题。 代码如下: ``` #include <iostream> #include <cmath> using namespace std; const int MAXN = 100; // 最大棋盘大小 int n; // 棋盘大小 int pos[MAXN]; // pos[i]表示第i行的皇后所在列 // 检查在第i行j列是否可以放置皇后 bool check(int i, int j) { for (int k = 0; k < i; ++k) { // 同一列有皇后 if (pos[k] == j) return false; // 同一对角线有皇后 if (abs(k - i) == abs(pos[k] - j)) return false; } return true; } // 在第row行放皇后 void place(int row) { if (row == n) { // 找到一种解 for (int i = 0; i < n; ++i) { for (int j = 0; j < n; ++j) { if (pos[i] == j) cout << "Q "; else cout << ". "; } cout << endl; } cout << endl; return; } for (int i = 0; i < n; ++i) { if (check(row, i)) { pos[row] = i; // 在第row行i列放置皇后 place(row + 1); // 递归下一行 pos[row] = -1; // 回溯 } } } int main() { cin >> n; // 初始化pos数组 for (int i = 0; i < MAXN; ++i) { pos[i] = -1; } place(0); return 0; } ``` 该程序的时间复杂度为$O(n^n)$,即需要尝试的方案数为$n^n$。因此,当$n$较大时,程序的运行时间会非常长,实际应用中需要考虑优化算法。

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