用回溯法实现n皇后问题,01背包问题,旅商问题代码实现

时间: 2023-07-20 11:46:00 浏览: 46
好的,下面是三个问题的完整代码实现: 1. n皇后问题 ```python def n_queens(n): # 初始化棋盘 board = [['.' for i in range(n)] for j in range(n)] # 定义辅助函数 def backtrack(row): # 如果已经搜索到了最后一行,说明找到了一个可行解,将其加入结果集 if row == n: res.append([''.join(row) for row in board]) return # 在当前行中逐一尝试放置皇后 for col in range(n): # 判断当前位置是否合法 if is_valid(row, col): # 放置皇后 board[row][col] = 'Q' # 继续搜索下一行 backtrack(row + 1) # 恢复状态 board[row][col] = '.' # 判断当前位置是否合法 def is_valid(row, col): # 判断当前列是否有皇后 for i in range(row): if board[i][col] == 'Q': return False # 判断右上方是否有皇后 for i, j in zip(range(row - 1, -1, -1), range(col + 1, n)): if board[i][j] == 'Q': return False # 判断左上方是否有皇后 for i, j in zip(range(row - 1, -1, -1), range(col - 1, -1, -1)): if board[i][j] == 'Q': return False return True # 初始化结果集 res = [] # 从第一行开始搜索 backtrack(0) return res ``` 2. 01背包问题 ```python def knapsack01(C, w, v): # 定义辅助函数 def backtrack(i, cw, cv): # 如果所有物品都已经选择完毕或者背包已经装满,则更新最大价值 if i == n or cw == C: nonlocal max_value max_value = max(max_value, cv) return # 选择将当前物品放入背包中 if cw + w[i] <= C: backtrack(i + 1, cw + w[i], cv + v[i]) # 选择不将当前物品放入背包中 backtrack(i + 1, cw, cv) # 初始化最大价值 max_value = 0 # 物品的数量 n = len(w) # 从第一个物品开始搜索 backtrack(0, 0, 0) return max_value ``` 3. 旅行商问题 ```python def tsp(dist): # 定义辅助函数 def backtrack(path, visited, dist): # 如果所有城市都已经访问过一次,且当前路程比之前的最短路程更短,则更新最短路程 if len(path) == n and dist + dist_matrix[path[-1]][0] < min_dist[0]: min_dist[0] = dist + dist_matrix[path[-1]][0] return # 从当前城市出发,尝试访问其他城市 for i in range(1, n): if i not in visited: # 记录访问过的城市和当前走过的路程 visited.add(i) path.append(i) # 继续搜索下一个城市 backtrack(path, visited, dist + dist_matrix[path[-2]][i]) # 恢复状态 path.pop() visited.remove(i) # 初始化最短路程 min_dist = [float('inf')] # 城市的数量 n = len(dist) # 计算城市之间的距离矩阵 dist_matrix = [[0] * n for _ in range(n)] for i in range(n): for j in range(n): dist_matrix[i][j] = dist[i][j] if i != j else float('inf') # 从起点开始搜索 backtrack([0], set([0]), 0) return min_dist[0] ```

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