在n×n格的棋盘上放置彼此不受攻击的 n 个皇后。按照国际象棋的规则,皇后可以攻击与之处在同一行或同一列或同一斜线上的棋子。用非递归算法解决该问题。
时间: 2023-05-31 22:18:26 浏览: 325
### 回答1:
可以使用迭代加深搜索算法来解决该问题。具体步骤如下:
1. 初始化棋盘,将所有格子都标记为可放置皇后的状态。
2. 从第一行开始,依次放置皇后。每次放置皇后时,将该行的所有格子标记为不可放置皇后的状态,同时将该列、该行的两条对角线上的格子也标记为不可放置皇后的状态。
3. 如果当前行放置皇后后,棋盘上已经放置了 n 个皇后,则找到一组解,输出结果。
4. 如果当前行放置皇后后,棋盘上还没有放置 n 个皇后,则继续放置下一行的皇后。
5. 如果当前行放置皇后后,棋盘上已经没有可放置皇后的格子,则回溯到上一行,重新放置皇后。
在实现过程中,可以使用栈来保存每一行放置皇后的状态,以便回溯时恢复状态。同时,可以使用剪枝技巧来减少搜索的时间复杂度,例如对称性剪枝、行列对角线剪枝等。
### 回答2:
皇后问题是一道非常经典的问题,其核心是在 n×n 的方格棋盘上放置 n 个皇后,保证每个皇后所在的行、列、对角线上都没有其他皇后。该问题也被称作 N皇后问题。
非递归算法是一种边界判断和迭代的程序设计方法。对于皇后问题,可以先将皇后放置在第一行,然后依次向下一行放置皇后,如果能放置则继续向下,否则回溯到上一行更换皇后的位置并重新尝试。
具体实现步骤如下:
1. 定义一个一维数组 board 存储每行皇后的位置,将数组初始值全部赋为 -1。
2. 从第一行开始,逐行尝试将皇后放在该行的每个位置上,检查是否与之前的皇后构成攻击。
3. 如果找到一个可行解(即全部皇后已放置),将该解输出。
4. 如果在当前行找到可行位置,则继续向下一行递归调用。
5. 如果在当前行没有找到可行位置,则回溯到上一行更换皇后的位置并重新尝试。
该非递归算法的时间复杂度为 O(n!),因为需要枚举 n 个皇后可以放置的位置。为了优化效率,可以采用剪枝策略,即在每次递归时检查当前位置是否符合攻击要求,如果不符合则可以直接跳过该位置。此外,还可以采用位运算进行优化,将一维数组表示皇后位置的方式改为二进制数表示,用位运算判断是否能够攻击。
### 回答3:
这道题目其实是经典的八皇后问题的变形,求在一个n x n的棋盘上放置n个皇后,要求彼此之间不受攻击。所谓“攻击”,指的是同一行、同一列或同斜线上存在其他的皇后。
对于这道问题,我们可以使用非递归算法来解决。首先,我们可以将一个棋盘抽象为一个n x n的矩阵,矩阵的每个位置表示一个格子,格子的状态有两种:有皇后和没有皇后。我们可以使用一个数组来表示整个棋盘的状态,用1表示有皇后,0表示没有皇后。
接着,我们使用一个栈来记录每个皇后的位置信息,栈中入栈的元素为一个二元组(row, col),表示在row行、col列上放置了一个皇后。我们从第一行开始搜索,依次尝试在每一列中放置皇后,如果在某一列上放置皇后后导致了冲突,就跳过这一列。如果找到了一组可行的解,就输出该解,否则继续搜索。
具体实现过程中,我们可以使用一个变量row来表示当前在搜索第row行,对于每一列,我们都尝试放置皇后并检查是否会与前面已经放置好的皇后冲突。如果冲突,就跳过这一列,否则就将皇后的位置信息压入栈中,并跳到下一行继续搜索。如果搜索了所有行,并找到了一个可行解,在将皇后位置信息弹出栈之前,需要将该解保存下来。
在具体实现中,我们可以使用一个棋盘状态变量board来记录当前棋盘的状态。在放置皇后时,需要同时更新该状态变量,标记所有与该皇后冲突的位置。在搜索完一个位置后,需要将该位置的状态还原为0。对于每一行,我们可以使用一个可选列的向量col,表示哪些列可以放置皇后。每次尝试放置皇后时,需要依次枚举col中的每个元素,判断该列是否可选,并检查是否会与前面已经放置好的皇后冲突。如果冲突,就将该列从col中删除,否则就将皇后的位置信息压入栈中,更新棋盘状态,将该位置的状态设为1,将该列从col中删除,跳到下一行继续搜索。
非递归算法的时间复杂度为O(n^n),空间复杂度为O(n^2)。在实际实现中,可以使用剪枝等技巧来加速搜索过程。