用回溯法求解4皇后问题分析
时间: 2023-11-18 13:04:54 浏览: 161
4皇后问题是在4x4的棋盘上放置4个皇后,使得它们不互相攻击(即不在同一行、同一列、同一对角线)。回溯法是一种求解该问题的常用方法,具体分析如下:
1. 定义问题的状态表示:对于4皇后问题,一种常用的状态表示方式是一个长度为4的数组,其中第i个元素表示第i行皇后所在的列数。
2. 定义问题的可行解和约束条件:可行解是指满足不互相攻击的放置方案,约束条件是指同一行、同一列、同一对角线不能放置两个皇后。
3. 定义回溯算法的基本框架:
- 初始化状态,从第一行开始放置皇后;
- 从当前状态出发,按照一定顺序生成下一个可行状态;
- 对于每个可行状态,判断是否满足约束条件,如果满足则进入下一层递归,否则回溯到上一层;
- 如果递归到最后一行,说明找到了一种可行解,记录结果并回溯到上一层;
- 最终回溯到第一层,结束算法,返回所有的可行解。
4. 根据上述框架,具体实现4皇后问题的回溯算法:
- 定义一个长度为4的数组queenPos,用于存储当前状态下每行皇后所在的列数;
- 定义一个列表res,用于存储所有的可行解;
- 定义一个递归函数backtrack(row),其中row表示当前要放置皇后的行数:
- 如果row等于4,说明找到了一种可行解,将queenPos加入res中;
- 否则,从第1列开始依次尝试在当前行放置皇后,对于每个可行的列i,更新queenPos[row]=i并进入下一层递归,否则回溯到上一层。
- 最终返回res列表,即为所有的可行解。
5. 对于生成下一个可行状态的顺序,一种常用的方式是按照列数递增的顺序依次尝试,这样可以保证在同一行和同一对角线的约束条件自然满足。而对于同一列的约束条件,可以在每次尝试时遍历前面已经放置的皇后,判断是否在同一列即可。
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