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八皇后问题详细另类图解-九张图带你了解什么是八皇后问题

八皇后问题,是一个古老而著名的问题,是回溯算法的典型案例。 该问题是国际西洋棋棋手马克斯·贝瑟尔于1848年提出: 在8×8格的国际象棋上摆放八个皇后,使其不能互相攻击,即任意两个皇后都不能处于同一行、同一列或同一斜线上, 问有多少种摆法。

当我们面对这个问题时,我们可以先将这个问题简化成“四兄弟不洗jio”问题

话说很久很久以前,有四个兄弟不爱洗脚。每当晚上在从床上睡觉时,总会出现各种问题,床是4*4的方格。每行格子只能睡一个。为了防止脚气,每人不能睡在前面所有大哥的头顶和斜线上面。
八皇后问题详细另类图解-九张图带你了解什么是八皇后问题

1. 首先老大上床睡觉,就睡在了(0,0)的位置,于是乎他的头顶和斜方向是不允许有小弟睡的!(蓝色线条杠掉的位置)

八皇后问题详细另类图解-九张图带你了解什么是八皇后问题

2. 老二拖着不洗的大脚丫子也来了,首先他躺在了小a位置,他的老大一抬头就嗅到了挑衅的气息,于是老二乖乖的换到了小b的位置。老大翻了个身,抬头一看,一看还是老二的大臭脚丫子,老二一看形势还是不妙,赶快跑到了小c位置,于是老大终于可以安心睡觉了。当然老二的头顶和斜对角也是不能有人的。

八皇后问题详细另类图解-九张图带你了解什么是八皇后问题

3. 老三也来了,此时老三的头上出现了三个大大的问号???

小声嘀咕道:“你们都睡着这么香,小弟我该睡哪里??”

于是老三叫醒了老二:“哥,你要不往旁边挪挪?”

老二一看老大:“这左边两个位置我是不敢违背老大,我往右边移动一位吧”

八皇后问题详细另类图解-九张图带你了解什么是八皇后问题

于是乎,老三在不敢违背老大老二的情况下躺在了(2,1)的位置

八皇后问题详细另类图解-九张图带你了解什么是八皇后问题

4. 此时,老四终于来了,和老三一样,他头上也冒出了大大的问号???

八皇后问题详细另类图解-九张图带你了解什么是八皇后问题

于是老四叫醒老三

老四:“三哥,你动动呗,给我个位置”

老三:“我的位置都是二哥挪窝了我才有的,二哥醒醒,你再挪个窝呗”

老二:“???我都到床边了,你还要我挪窝???老大醒醒,你不动老四睡不了啊”

老大:“好了,我挪挪就是了”

于是

八皇后问题详细另类图解-九张图带你了解什么是八皇后问题

老二按着顺序一看只能睡在最后一个位置了

八皇后问题详细另类图解-九张图带你了解什么是八皇后问题

老三按顺序一瞅,第一个位置就可以,也躺下了

八皇后问题详细另类图解-九张图带你了解什么是八皇后问题

老四挨着看,第一个位置不行,得把老三熏死。一看第二个位置,老大在下面,惹不起惹不起。于是来到第三个位置,这个位置就挺好,前面的大哥都惹不着,也躺下了。

八皇后问题详细另类图解-九张图带你了解什么是八皇后问题

有了上面的过程,我们可以较为清晰的了解到每一次四兄弟协调调整睡觉位置的方式,将他拓展到“八兄弟问题”也是可以的。每当某个兄弟找不到睡觉的地方时,就叫醒他的顶头大哥,看他的顶头大哥能不能挪个窝,方便他找位置,当他的顶头大哥的位置都找完也不能使他有个窝睡觉时,他的顶头大哥就叫醒他的顶头大哥,如此达到一个回溯的效果。

下面是代码实现

package com.algorithm;

/**
 * 2020年3月17日下午5:45:40
 * 
 * @作者:小何同学
 * @类说明:八皇后问题 
 * 
 */
public class Queen {
	int max = 8; // 皇后数量(兄弟数量)
	static int count = 0; // 保存总共有多少种可能
	int[] array = new int[max];// 保存每种可能的解决方法

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Queen queen = new Queen();
		queen.check(0);
		System.out.println(count);
	}

	// 递归
	private void check(int n) {//以n为标志点,保证递归的结束位置
		// 递归结束的标志
		if (n == max) {
			print();
			return;
		}
		for (int i = 0; i < max; i++) {
			array[n] = i;
			if (judge(n)) {
				check(n + 1);
			}
		}
	}

	private boolean judge(int n) {//判断床位是否符合规范
		for (int i = 0; i < n; i++) {
			// array[i] == array[n]表示不能在一列
			// Math.abs(n - i) == Math.abs(array[n] - array[i])表示不能在一斜线
			//特别注意的是array一维数组要理解成坐标,以数数组下标为Y值(第几个兄弟),数组值为X值(第几个床位)(这里兄弟和床位都从0开始)
			if (array[i] == array[n] || Math.abs(n - i) == Math.abs(array[n] - array[i])) {
				return false;
			}
		}
		return true;
	}

	private void print() {// 打印函数
		count++;
		for (int i = 0; i < array.length; i++) {
			System.out.print(array[i] + " ");
		}
		System.out.println();
	}
}
           
八皇后问题详细另类图解-九张图带你了解什么是八皇后问题