在n行n列的棋盘上,如果两个皇后位于棋盘上的同一行或者同一列或者同一对角线上,则称他们为互相攻击。现要求找出使n元棋盘上的n个皇后互不攻击的所有布局,即是n皇后问题
package 数据结构及算法.回溯法应用之n皇后问题;
import java.util.Iterator;
import 数据结构及算法.回溯法.Application;
import 数据结构及算法.回溯法.Position;
public class Queen implements Application{
private int[][]grid;
private int[][]path;
public Queen(int n){
this.grid=new int[n][n];
this.path=new int[n][2];
for(int i=0;i<n;i++){
for(int j=0;j<n;j++){
this.grid[i][j]=0;
}
}
}
@Override
public boolean valid(Position pos) {
if(this.grid[pos.getRow()][pos.getColumn()]==0)
return true;
return false;
}
@Override
public void record(Position pos) {
for(int i=0;i<this.grid.length;i++){
if(i!=pos.getColumn())
this.grid[pos.getRow()][i]+=1;//横
if(i!=pos.getRow())
this.grid[i][pos.getColumn()]+=1;//竖
}
int x=pos.getRow()-1;
int y=pos.getColumn()-1;
while(x>=0&&y>=0){//左上
this.grid[x][y]+=1;
x--;
y--;
}
x=pos.getRow()+1;
y=pos.getColumn()-1;
while(x<this.grid.length&&y>=0){//左下
this.grid[x][y]+=1;
x++;
y--;
}
x=pos.getRow()-1;
y=pos.getColumn()+1;
while(y<this.grid.length&&x>=0){//右上
this.grid[x][y]+=1;
x--;
y++;
}
x=pos.getRow()+1;
y=pos.getColumn()+1;
while(x<this.grid.length&&y<this.grid.length){//右下
this.grid[x][y]+=1;
x++;
y++;
}
this.grid[pos.getRow()][pos.getColumn()]+=2*this.grid.length;
}
@Override
public boolean done(Position pos) {
if(pos.getRow()==this.grid.length-1)
return true;
return false;
}
@Override
public void undo(Position pos) {
for(int i=0;i<this.grid.length;i++){
if(i!=pos.getColumn())
this.grid[pos.getRow()][i]-=1;//横
if(i!=pos.getRow())
this.grid[i][pos.getColumn()]-=1;//竖
}
int x=pos.getRow()-1;
int y=pos.getColumn()-1;
while(x>=0&&y>=0){//左上
this.grid[x][y]-=1;
x--;
y--;
}
x=pos.getRow()+1;
y=pos.getColumn()-1;
while(x<this.grid.length&&y>=0){//左下
this.grid[x][y]-=1;
x++;
y--;
}
x=pos.getRow()-1;
y=pos.getColumn()+1;
while(y<this.grid.length&&x>=0){//右上
this.grid[x][y]-=1;
x--;
y++;
}
x=pos.getRow()+1;
y=pos.getColumn()+1;
while(x<this.grid.length&&y<this.grid.length){//右下
this.grid[x][y]-=1;
x++;
y++;
}
this.grid[pos.getRow()][pos.getColumn()]-=2*this.grid.length;
}
public String toString(){
String result="";
for(int i=0;i<this.grid.length;i++){
for(int j=0;j<this.grid[0].length;j++){
if(this.grid[i][j]==2*this.grid.length)
result+="*"+" ";
else
result+=this.grid[i][j]+" ";
}
result+="\n";
}
return result;
}
@Override
public Iterator iterator(Position pos) {
return new QueenIterator(pos,this.grid.length);
}
private class QueenIterator implements Iterator{
private int size;
private int count=0;
private int row;
//private int col;
public QueenIterator(Position pos,int queenGridLength){
this.row=pos.getRow();
//this.col=pos.getColumn();
this.size=queenGridLength;
}
@Override
public boolean hasNext() {
return count<this.size;
}
@Override
public Object next() {
Position nextPos=new Position(this.row+1,count);
count++;
return nextPos;
}
@Override
public void remove() {
throw new UnsupportedOperationException();
}
}
}
初始情况是整个棋盘每个位置初始值为0,public boolean valid(Position pos)中判断为0 有效
在public void record(Position pos)中我让该位置为中心的横竖斜的方向上每个位置之加1,该位置加2*this.grid.length;
public void undo(Position pos),撤销时与上是逆过程;
private class QueenIterator implements Iterator为内部类,记录某位置的下一行可选位置,
一下是测试程序:
package 数据结构及算法.回溯法应用之n皇后问题;
import java.util.Iterator;
import java.util.Scanner;
import 数据结构及算法.回溯法.Application;
import 数据结构及算法.回溯法.BackTrack;
import 数据结构及算法.回溯法.Position;
public class QueenTest {
private int n;
public QueenTest(){
Scanner sc=new Scanner(System.in);
String prompt="请输入皇后的大于3的维数!";
System.out.println(prompt);
this.n=sc.nextInt();
pocessInput();
}
public void pocessInput() {
Application app=new Queen(n);
BackTrack backTrack=new BackTrack(app);
println("开始为:");
println(app.toString());
Position pos=new Position(-1,0);
Iterator itr=app.iterator(pos);
int count=0;
while(itr.hasNext()){
Position startPosition=(Position) itr.next();
app.record(startPosition);
if(backTrack.tryToSolve(startPosition)){
println("success");
count++;
println("第"+count+"个满足的为:");
println(app.toString());
app=new Queen(this.n);
backTrack=new BackTrack(app);
}
else{
app=new Queen(this.n);
backTrack=new BackTrack(app);
println("failure!");
}
}
}
public void println(String s){
System.out.println(s);
}
public static void main(String[]args){
new QueenTest();
}
}
测试时可找到从第一排每个位置开始的可能的n皇后结果,还有什么不妥的地方,欢迎拍砖
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