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经典的回溯算法——八皇后问题

程序员文章站 2022-06-11 18:45:55
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经典的八皇后问题:棋盘八行八列,如何摆放八个皇后,使她们不能相互攻击,注意皇后的攻击范围是竖直、水平和两条45°线。

题目来源leetcode

经典的回溯算法——八皇后问题

分析(假设要放的位置是i,j):

  • 首先八个皇后肯定分布在八个行上面,只需要一行一行遍历。
  • 接着就是判定任意一个位置(m,n)是否可以放皇后。
    • 竖直条件:j == n
    • 45°条件: i+j == m+n || i-j == m-n
  • 思路:从第一行开始遍历,判定每一行的每一列是否可以放置,如果当前位置可以放置,再扫描下一行。
  • 递归终止条件:行数 == 8
class Solution {
    List<List<String>> result = new ArrayList<>();
    public List<List<String>> solveNQueens(int n) {
        char[][] arr = new char[n][n];
        for(int i=0;i<arr.length;i++){
            Arrays.fill(arr[i],'.');
        }
        placeQueen(arr,0);
        return result;
    }

    //游戏开始,放置棋子,回溯得到核心部分
    private void placeQueen(char[][] arr,int row){
        if(row == arr.length){
            arrToStringList(arr);
            return; 
        }
        for(int i =0;i<arr.length;i++){
            arr[row][i] = 'Q';//先在这个位置放置
            if(check(arr,row,i)){
                placeQueen(arr,row+1);
            }
            //递归后如果执行到了这里说明下一行没有能放置的地方
            arr[row][i] = '.';//将这个位置还原
        }
    }

    //将棋盘数组arr转化为题目所需
    private void arrToStringList(char[][] arr){
        List<String> list = new ArrayList<>();
        for(int i=0;i<arr.length;i++){
            list.add(new String(arr[i]));
        }
        result.add(list);
    }

    //判断当前位置(i,j)是否可以放置
    private boolean check(char[][] arr,int m,int n){
        for(int i=0;i<m;i++){//遍历到m行之前
            if(arr[i][n] == 'Q'){//相同列有皇后
                return false;
            }
            //检查斜边是否有皇后
            for(int j=0;j<arr.length;j++){
                if(arr[i][j] =='Q' && ((i+j == m+n) || (i-j == m-n))){
                    return false;
                }
            }
        }
        return true;
    }
}