N皇后问题实验报告(共5页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上一、 实验内容在n×n格的棋盘上放置彼此不受攻击的n个皇后，按照国际象棋的规则，皇后可以攻击与之处在同一行或同一列或同一斜线上的棋子，求解可以放置的方法种数。二、 问题分析n后问题等于于在n×n格的棋盘上放置n个皇后，任何2个皇后不放在同一行或同一列或同一斜线上。即规定每一列放一个皇后，不会造成列上的冲突；当第i行被某个皇后占领后，则同一行上的所有空格都不能再放皇后，要把以i为下标的标记置为被占领状态。三、 算法设计1. 解决冲突问题： 这个问题包括了行，列，两条对角线； 列：规定每一列放一个皇后，不会造成列上的冲突； 行：当第i行被某个皇后占领后，则同一行上的所有空格都不能再放皇后，要把以i为下标的标记置为被占领状态； 对角线：对角线有两个方向。在这我把这两条对角线称为：主对角线和从对角线。在同一对角线上的所有点（设下标为(i,j)），要么(i+j)是常数，要么(i-j)是常数。因此，当第i个皇后占领了第j列后，要同时把以(i+j)、(i-j)为下标的标记置为被占领状态。 2. 算法设计 因为n皇后问题，从n大于11开始求解过程耗时就很长，所以定义x数组的最大值MAXNUM=30；即最大可解决30皇后问题。1) 判断当前位置是否可放置皇后皇后k在第k行第xk列时，xi=xk 时，两皇后在同一列上;abs(xi-xk)=abs(i-k)时，两皇后在同一斜线上;两种情况两皇后都可相互攻击，返回false表示不符合条件。bool Place(int k)int i;i=1;while(i<k)if(xi=xk|abs(xi-xk)=abs(i-k)return false;i=i+1;return true;2) 输出当前解void Print(int x,int n)num+;printf("第%dt种解法:(",num);for(int i=1;i<=n;i+)printf("%d,",xi);if(i%n=0)printf(");n");3) 回溯法搜索解空间void NQueens(int n)int k=1;x1=0;while(k>0)xk+=1;while(xk<=n&&!Place(k)xk+=1;if(xk<=n)if(k=n)Print(x,n);elsek=k+1;xk=0;/回溯至上一行；elsek-;3. 实验结果及分析n皇后问题解的情况皇后的个数问题的解N=1X=(1)N=2无解N=3无解N=4X1=(2,4,1,3); X2=(3,1,4,2)N=5X1=(1,3,5,2,4); X2=(1,4,2,5,3); X3=(2,4,1,3,5); X4=(2,5,3,1,4)；X5=(3,1,4,2,5); X6=(3,5,2,4,1); X7=(4,1,3,5,2); X8=(4,2,5,3,1)；X9=(5,2,4,1,3); X10=(5,3,1,4,2)N=6X1=(2,4,6,1,3,5);X2=(3,6,2,5,1,4);X3=(4,1,5,2,6,3);X4=(5,3,1,6,4,2)N=740个解N=892个解4. 实验程序随着N 的增大，解的个数增多，以N=4为例#include <stdio.h>#include<math.h>#define N 4 /* 定义棋盘大小 */static int sum; /* 当前已找到解的个数 */static int xN; int place(int k) int j; for (j = 0; j < k; j +) if (xj = xk | abs(j - k) = abs(xj - xk) return 0; return 1;/* 打印棋局 */ void chessboard() int i,j;int siteN; printf("第%d种解法:n", + sum); for (i = 0; i < N; i +) for (j = 0; j < N; j +) if (j = xi) printf("Q ");sitei=j+1; else printf("* "); printf("n"); printf("A%d(",sum); for(i = 0; i < N; i +) printf("%d,",sitei); printf(");"); printf("n");/* 回溯搜索解空间 */void backtrack() int k = 0; x0 = -1; while (k >= 0) xk += 1; /* 向右移一列 */ /* 向右移至出最右列或可以放置皇后的列 */ while (xk < N) && !(place(k) xk += 1; if (xk < N) /* 向右移未移出棋盘 */ if (k = N - 1) chessboard(); /* 已移至最后一行 */ else x+ k = -1; /* 向下移一行 */ else k -; /* 回溯到上一行 */ int main(void) backtrack();printf("%d皇后有%d个解:n",N,sum); return 0;实验结果截图：5. 流程图专心-专注-专业