用回溯法求解n皇后问题,给出剪枝函数和n=3和n=4时的搜索空间,用C++语言实现
时间: 2024-03-05 13:50:17 浏览: 63
n皇后问题(回溯法)C++实现
好的,我可以给你简单介绍一下用回溯法求解n皇后问题,并提供剪枝函数和搜索空间示例,还可以给你提供C++语言实现的代码。
n皇后问题是在n×n的棋盘上放置n个皇后,使得每个皇后都不在同一行、同一列或同一斜线上。使用回溯法可以解决n皇后问题,具体步骤如下:
1. 定义一个一维数组board,长度为n,表示每行皇后的位置。
2. 从第一行开始,枚举每一列,判断该位置是否可以放置皇后。
3. 如果可以放置皇后,将该位置标记为已占用,并继续递归处理下一行。
4. 如果无法放置皇后,则回溯到上一行,继续枚举下一列。
5. 当所有行都处理完毕时,输出结果。
为了提高效率,可以使用剪枝函数来避免不必要的搜索。常见的剪枝函数有以下几种:
1. 行剪枝:每行只放一个皇后,因此在每一行放置一个皇后后,可以直接跳到下一行进行搜索。
2. 列剪枝:在每一列只放置一个皇后,因此在枚举列的时候,可以判断该列是否已经被占用。
3. 对角线剪枝:在同一条对角线上的行列坐标之差相等,因此可以判断两个位置是否在同一条对角线上。
下面给出n=3和n=4时的搜索空间示例:
当n=3时,搜索空间如下:
```
1 0 0
0 0 1
0 1 0
```
当n=4时,搜索空间如下:
```
1 0 0 0
0 0 1 0
0 0 0 1
0 1 0 0
```
最后,我可以给你提供一个C++语言实现的代码,代码中使用了剪枝函数进行优化:
```c++
#include <iostream>
using namespace std;
const int MAXN = 20;
int n;
int board[MAXN]; // board[i]表示第i行的皇后放置在第board[i]列上
// 判断是否可以在第row行第col列放置皇后
bool is_valid(int row, int col) {
for (int i = 0; i < row; i++) {
if (board[i] == col || abs(i - row) == abs(board[i] - col)) {
// 判断列冲突和对角线冲突
return false;
}
}
return true;
}
// 搜索第row行的皇后位置
void search(int row, int& count) {
if (row == n) { // 找到一组解
count++;
return;
}
for (int col = 0; col < n; col++) {
if (is_valid(row, col)) {
board[row] = col;
search(row + 1, count);
board[row] = -1; // 回溯
}
}
}
// 主函数
int main() {
cin >> n;
int count = 0;
for (int i = 0; i < n; i++) {
board[i] = -1;
}
search(0, count);
cout << count << endl;
return 0;
}
```
希望我的回答能够对你有所帮助!
阅读全文