这是是一个古老而著名的问题,是回溯算法的典型案例。

简介

八皇后问题是一个以国际象棋为背景的问题:
如何能够在 8×8 的国际象棋棋盘上放置八个皇后,使得任何一个皇后都无法直接吃掉其他的皇后。
为了达到此目的,任两个皇后都不能处于同一条横行、纵行或斜线上。


解答

思路是按行来规定皇后,第一行放第一个皇后,第二行放第二个。
通过遍历所有列,来判断下一个皇后能否放在该列。
直到所有皇后都放完,或者放哪都不行。

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public class Queen {
/* 同栏是否有皇后,1表示有 */
private int[] column;
/* 右上至左下是否有皇后 */
private int[] rup;
/* 左上至右下是否有皇后 */
private int[] lup;
/* 解答 */
private int[] queen;
/* 解答编号 */
private int num;

public Queen() {
column = new int[8 + 1];
rup = new int[(2 * 8) + 1];
lup = new int[(2 * 8) + 1];
for (int i = 1; i <= 8; i++)
column[i] = 0;
for (int i = 1; i <= (2 * 8); i++)
rup[i] = lup[i] = 0; /* 初始定义全部无皇后 */

queen = new int[8 + 1];
}

public void backtrack(int i) {
if (i > 8) {
showAnswer();
} else {
for (int j = 1; j <= 8; j++) {
if ((column[j] == 0) && (rup[i + j] == 0)
&& (lup[i - j + 8] == 0)) {
/* 若无皇后 */
queen[i] = j;
/* 设定为占用 */
column[j] = rup[i + j] = lup[i - j + 8] = 1;
backtrack(i + 1); /* 递归 */
column[j] = rup[i + j] = lup[i - j + 8] = 0;
}
}
}
}

protected void showAnswer() {
num++;
System.out.println("\n解答" + num);
for (int y = 1; y <= 8; y++) {
for (int x = 1; x <= 8; x++) {
if (queen[y] == x) {
System.out.print("Q");
} else {
System.out.print("-");
}
}
System.out.println();
}
}

public static void main(String[] args) {
Queen queen = new Queen();
queen.backtrack(1);
}
}

拓展

八皇后问题可以拓展为N皇后问题。
这时棋盘的大小变为 n1 × n1,而皇后个数也变成 n2。
显然仅当 n1 ≥ 4 或者 n2 ≥ 1 时问题有解。

其实本质和八皇后一样,但是需要先判断是否有解。


END…