八皇后问题及详细注释
八皇后问题是以国际象棋为背景的问题:有八个皇后(可以当成八个棋子),如何在 8*8 的棋盘中放置八个皇后,使得任意两个皇后都不在同一条横线、纵线或者斜线上。算法思路:[*]从棋盘的第一行开始,从第一个位置开始,依次判断当前位置是否能够放置皇后。
[*]判断的依据为:同该行之前的所有行中的皇后所在位置进行比较,如果在同一列,或者在同一条对角线上(正方形的两条对角线),都不符合条件,继续检查后序位置;
[*]如果i该行所有位置都不符合要求,则回溯到前一行,改变皇后的位置,继续i试探;
[*]如果试探到最后一行,所有皇后位置摆放完毕,则直接打印出8*8棋盘。最后将棋盘恢复原样,避免影响下一次摆放。
注:代码参考信息(1条消息) Python实现八皇后问题(详细注释)_Wangtuo1115的博客-CSDN博客_八皇后问题python实现
#!usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
def conflict(state, nextColumn):
"""
判断是否冲突
因为坐标是从0开始的,所以state的长度代表了下一行的行坐标
:param state:(7,4,6,0,2) 标记每行皇后所在的位置 (0,7)一行八列 (1,4) (2,6) (3,0) (4,2)
:param nextColumn:下一行的列坐标
:return:
"""
next_row = rows = len(state)# 5
for row in range(rows):# 0,1,2,3,4
# 获取当前行的列
column = state
"""
如何判断是否冲突:
1. 如果列的差值为0,说明两皇后在同一列
2. 如果列的差值等于行的差值,说明两皇后在对角线上
"""
if abs(column - nextColumn) in :
return True
return False
# 采用生成器的方式来产生每一个皇后的位置,并用递归来实现下一个皇后的位置
def queens(num, state=()):
"""
基于递归采用回溯算法,算出每一种结果
:param num: 皇后的数量8
:param state: 列坐标。初始为空。参数为元组不为列表,因为参数只能为不可变数据类型
:return:
"""
# 每一行的列坐标都是从0:7的
# 0,1,2,3,4,5,6,7
for pos in range(num):
# 默认state为空。长度为0,但是是不冲突的
# 判断是否冲突,state为空时不冲突
if not conflict(state, pos):# 回溯法的体现
# 如果state的长度为7,即到达了倒数第二行,也就是前7行皇后都已经找到了位置,最后一行又没有冲突,返回最后一行的列坐标
if len(state) == num - 1:
# 最后一行的(pos,)=最后一行的result,然后再递归回去求倒数第二行的result
yield pos,
else:
for result in queens(num, state + (pos,)):
"""
递归实现求state:
1. 向下递归
第一次(行): pos=0,刚开始不会进入if len(state) == num - 1,进入执行else,会执行queens(num, state + (pos, )),
第二次(行): 进入else,再调用queens(num, state + (pos, )),递归执行queens(num, state + (pos,) + (pos,))
第三次(行): 进入else,再调用queens(num, state + (pos,) + (pos,),递归执行queens(num, state + (pos,) + (pos,) + (pos,))
...
第七次(行): 执行和上面的一样,不过此时state的长度为7
第八次(行): 执行f len(state) == num - 1:求出最后一行的列坐标(pos,)
2.向上递归
求出第八行的列坐标,就可以求出第七行的(pos,),返回的是第七行和第八行的列坐标((pos,) + result)
根据下一行的结果依次求出上一行的结果;
....
最后求出第一行的列坐标,返回整体结果
"""
yield (pos,) + result
def pretty_print(results):
"""
进行友好展示:为了至关表现棋盘,用X表示皇后的位置
:param results:
:return:
"""
def line(sol, length=len(results)):
return 'O' * sol + 'X' + 'O' * (length - sol - 1)
for pos in results:
print(line(pos))
if __name__ == '__main__':
solutions = queens(8)
for index, solution in enumerate(solutions):
print('第%d种解决方案:' % (index + 1), solution)
pretty_print(solution)
print('*' * 50)
print("共有%d种解法。" % (index+1))
楼主写的好详细,是初入算法坑的选手吗 当初面试研究了很久,回溯什么来着判断?现在全忘了,我记得当时找了一个非常简单的算法,很短就可以实现需求 写的很详细,可以经常的看看。 太赞了吧
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