给定一个n*n的棋盘,棋盘中有一些位置不能放皇后。现在要向棋盘中放入n个黑皇后和n个白皇后,使任意的两个黑皇后都不在同一行、同一列或同一条对角线上,任意的两个白皇后都不在同一行、同一列或同一条对角线上。问总共有多少种放法?n小于等于8。
时间: 2023-05-31 22:19:31 浏览: 158
关于n×n棋盘填数问题的一个命题 (2005年)
### 回答1:
这道题是经典的八皇后问题的变形,需要考虑黑皇后和白皇后不能互相攻击的情况。可以使用回溯法来解决。
具体做法是,从第一行开始,依次尝试在每一列放置黑皇后和白皇后,如果当前位置可以放置,则继续往下一行放置,直到放置完所有皇后。在放置每个皇后时,需要判断当前位置是否与已经放置的皇后冲突,如果冲突则回溯到上一行重新放置。
在判断冲突时,可以使用一个数组来记录每一行和每一列是否已经有皇后,以及两条对角线上是否已经有皇后。具体来说,对于位置(i,j),其所在的行为i,列为j,左上到右下的对角线为i-j+n-1,右上到左下的对角线为i+j。如果某个位置已经有皇后,则对应的数组值为1,否则为。
最终,统计所有合法的放置方案即可。
代码如下:
### 回答2:
我们可以分别考虑黑皇后和白皇后的放置问题。对于一个n*n的棋盘,若某个位置不能放皇后,则将这个位置标记为禁止位置。
对于黑皇后的放置问题,首先我们可以从第一行开始逐行放置黑皇后。假设当前黑皇后可以放在第i行第j列的位置,则需要满足以下条件:
1.该位置不为禁止位置。
2.该位置不与前面的黑皇后在同一列。
3.该位置不与前面的黑皇后在同一条左上至右下的对角线。
4.该位置不与前面的黑皇后在同一条右上至左下的对角线。
我们可以使用一个数组col[]来保存每一行的皇后所在列的编号。逐行遍历,对于每一行,从第一列开始逐个考虑该行的每个位置,判断是否与前面的黑皇后有冲突。如果该位置可行,则在该位置放置黑皇后,并将该行的皇后所在列的编号保存在col[]中。然后进入下一行继续放置皇后,直到放置完成。
而对于白皇后的放置问题,与黑皇后的放置问题类似,只不过需要保证白皇后与前面的白皇后不冲突即可。
在实现过程中,我们可以使用一个递归函数solve(int n, int row),其中n表示棋盘大小,row表示当前处理到第几行。在递归过程中,我们可以使用一个变量cnt来记录可行方案数。初值为0,在递归结束时返回即可。递归函数的主要流程如下:
1.递归边界:当row等于n时,说明已经处理完所有行,此时将cnt加1,然后返回。
2.对于当前行,从第一列开始逐个考虑该行的每个位置,如果该位置既可以放黑皇后又可以放白皇后,则分别尝试在该位置放置黑皇后和白皇后,并递归处理下一行;如果该位置只能放黑皇后或只能放白皇后,则只在该位置放置相应的皇后,然后递归处理下一行。
3.递归结束后,返回可行方案数cnt。
最后,我们在主函数中调用solve(int n, int row)函数,计算出总共有多少种放法即可。
### 回答3:
这是一道典型的搜索题目,需要使用回溯算法来解决。
首先,我们可以用一个数组来记录哪些位置不能放皇后,即0表示可以放,1表示不能放。然后,我们可以用一个二维数组来表示棋盘,其中0表示该位置没有皇后,1表示该位置有黑皇后,2表示该位置有白皇后。
接下来,我们可以定义一个递归函数,它的参数包括当前要放置的皇后的颜色、当前处理到的行数、当前已经放置的皇后数量等信息。在每一行中,我们可以分别尝试放置黑皇后和白皇后,如果当前要放置的皇后的颜色可以放置在当前行中的某个位置上,那么就暂时将该位置标记为已经放置了该皇后,并递归处理下一行。当所有皇后都被放置完成后,就可以得到一种方案,累加到总方案数中。
需要注意的是,在递归函数中,为了减少复杂度,可以使用一些剪枝策略来尽早退出递归,比如:
1. 当前行不能放置黑皇后或白皇后,直接返回;
2. 当前行已经放置了所有皇后,累加总方案数并返回;
3. 当前行仅放置了黑皇后或仅放置了白皇后,那么在下一行时只需要尝试放置与其不同颜色的皇后即可,因为同一颜色的皇后在同一行中必定会互相攻击。
代码如下:
```
#include <iostream>
using namespace std;
int n, ans;
int a[10][10]; // a[i][j]=0表示(i,j)位置可以放置,a[i][j]=1表示不能放置
int q[10][2]; // q[i][0]表示第i个黑皇后所在的行,q[i][1]表示列,-1表示还未放置
int p[10][2]; // p[i][0]表示第i个白皇后所在的行,p[i][1]表示列,-1表示还未放置
bool check(int i, int j, int c) { // 检查能否在(i,j)放置皇后颜色为c
for (int k = 1; k < n; k++) {
if (i-k >= 0 && j-k >= 0 && a[i-k][j-k] == 1+c) return false; // 左上方
if (i-k >= 0 && j+k < n && a[i-k][j+k] == 1+c) return false; // 右上方
if (i+k < n && j-k >= 0 && a[i+k][j-k] == 1+c) return false; // 左下方
if (i+k < n && j+k < n && a[i+k][j+k] == 1+c) return false; // 右下方
}
for (int k = 0; k < n; k++) {
if (j == k && a[i][k] == 1+c) return false; // 同一行
if (i == k && a[k][j] == 1+c) return false; // 同一列
}
return true;
}
void dfs(int r, int cnt) { // r表示当前处理的行数,cnt表示已经放置皇后的数量
if (r == n) { // 已经处理完所有行
ans++;
return;
}
if (cnt == n) { // 已经放置了所有皇后
dfs(n, cnt); // 处理下一行
return;
}
if (q[cnt][0] != -1) { // 已经放置了cnt个黑皇后
int c = 1;
if (p[cnt][0] == -1) c = 2; // 还未放置白皇后
for (int j = 0; j < n; j++) { // 尝试放置白皇后
if (a[r][j] == 0 && check(r, j, c)) {
p[cnt][0] = r;
p[cnt][1] = j;
a[r][j] = c;
dfs(r+1, cnt+1);
a[r][j] = 0;
p[cnt][0] = -1;
p[cnt][1] = -1;
}
}
}
if (p[cnt][0] != -1) { // 已经放置了cnt个白皇后
int c = 2;
if (q[cnt][0] == -1) c = 1; // 还未放置黑皇后
for (int j = 0; j < n; j++) { // 尝试放置黑皇后
if (a[r][j] == 0 && check(r, j, c)) {
q[cnt][0] = r;
q[cnt][1] = j;
a[r][j] = c;
dfs(r+1, cnt+1);
a[r][j] = 0;
q[cnt][0] = -1;
q[cnt][1] = -1;
}
}
}
}
int main() {
cin >> n;
for (int i = 0; i < n; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
cin >> a[i][j];
}
q[i][0] = q[i][1] = p[i][0] = p[i][1] = -1;
}
dfs(0, 0);
cout << ans << endl;
return 0;
}
```
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