用栈求解n皇后问题目的:深人掌握栈应用的算法设计。内容:编写一个程序exp2.cpp求解n皇后问题,即在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。①皇后个数n由用户输人,其值不能超过20,输出所有的解②采用类似于用栈求解迷官问题的方法。写出完整C语言代码
时间: 2024-02-28 16:53:34 浏览: 82
该程序能求解n皇后问题,即在n*n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
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好的,这是一个关于用栈求解n皇后问题的具体实现。下面是一些代码示例和解释,帮助你更好地理解这个问题的解决方案。
首先,我们需要了解一下n皇后问题的基本概念。这个问题是指在一个n*n的棋盘上放置n个皇后,要求每个皇后不同行、不同列、不同左右对角线。这是一个典型的回溯算法问题,通常采用递归和回溯的方法求解。
在这个问题中,我们可以使用一个栈来存储每个皇后的位置,栈顶存储最后一个放置的皇后。每次加入一个皇后时,我们需要检查它是否与之前的皇后冲突。如果冲突,则回溯到上一个皇后的位置,重新寻找下一个位置。当所有皇后都放置完毕时,我们输出解并回溯到上一个皇后的位置,继续寻找下一个解。
具体实现方式如下:
```c
#include <stdio.h>
// 定义栈的最大容量
#define MAXN 20
// 定义栈结构
struct Stack {
int top;
int data[MAXN];
};
// 初始化栈
void initStack(struct Stack* s) {
s->top = -1;
}
// 判断栈是否为空
int isEmpty(struct Stack* s) {
return s->top == -1;
}
// 判断栈是否已满
int isFull(struct Stack* s) {
return s->top == MAXN-1;
}
// 入栈
void push(struct Stack* s, int value) {
if (!isFull(s)) {
s->data[++s->top] = value;
}
}
// 出栈
int pop(struct Stack* s) {
if (!isEmpty(s)) {
return s->data[s->top--];
}
return -1;
}
// 获取栈顶元素
int top(struct Stack* s) {
if (!isEmpty(s)) {
return s->data[s->top];
}
return -1;
}
// 判断是否冲突
int conflict(struct Stack* s, int row, int col) {
int i;
for (i = 0; i <= s->top; i++) {
if (s->data[i] == col || i+s->data[i] == row+col || i-s->data[i] == row-col) {
return 1;
}
}
return 0;
}
// 输出解
void printSolution(struct Stack* s, int n) {
int i, j;
for (i = 0; i < n; i++) {
for (j = 0; j < n; j++) {
if (s->data[i] == j) {
printf("Q ");
} else {
printf(". ");
}
}
printf("\n");
}
printf("\n");
}
// 求解n皇后问题
void solveNQueens(int n) {
struct Stack s;
initStack(&s);
int row = 0, col = 0;
while (row < n) {
while (col < n) {
if (!conflict(&s, row, col)) {
// 如果当前位置不冲突,将当前皇后入栈,并继续寻找下一个皇后
push(&s, col);
col = 0;
break;
} else {
// 否则继续寻找下一个位置
col++;
}
}
if (col == n) {
// 如果当前行没有可行位置,回溯到上一行,并重新寻找下一个位置
col = pop(&s);
row--;
} else if (row == n-1) {
// 如果最后一行找到了解,输出解并回溯到上一行
printSolution(&s, n);
col = pop(&s);
row--;
} else {
// 否则继续寻找下一行的皇后
row++;
}
}
}
// 主函数
int main() {
int n;
printf("Please enter the number of queens (<=20): ");
scanf("%d", &n);
solveNQueens(n);
return 0;
}
```
上面的代码中,我们首先定义了一个栈结构体和相关操作函数,用于存储皇后的位置。然后实现了求解n皇后问题的函数solveNQueens,其中,我们使用两个变量row和col分别表示当前皇后所在的行和列,以及一个内部函数conflict用于判断当前位置是否冲突。具体流程如下:
1. 首先将第一个皇后入栈,位置为(0,0)。
2. 从第二行开始,依次寻找每个皇后的位置,如果找到一个可行位置,则入栈并继续寻找下一个皇后;否则回溯到上一个皇后的位置,重新寻找下一个位置。如果当前行没有可行位置,回溯到上一行,并重新寻找下一个位置。
3. 如果最后一行找到了解,输出解并回溯到上一行。
4. 不断重复上述步骤,直到找到所有解为止。
最后,我们可以在主函数中调用上述函数,获取用户输入的n并求解n皇后问题:
```c
int main() {
int n;
printf("Please enter the number of queens (<=20): ");
scanf("%d", &n);
solveNQueens(n);
return 0;
}
```
完整代码如下:
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