P1219 [USACO1.5] 八皇后 Checker Challenge
- 前言
- 题目
- 题目描述
- 输入格式
- 输出格式
- 样例 #1
- 样例输入 #1
- 样例输出 #1
- 提示
- 题目分析
- 注意事项
- 代码
- 深搜+回溯
- 打表
- 后话
- 额外测试用例
- 样例输入 #2
- 样例输出 #2
- 王婆卖瓜
- 题目来源
前言
也是说到做到,来做搜索的题(虽然有点拖,但是无伤大雅)。
八皇后,经典的搜索和回溯题,只要学数据结构或者算法基本都会拿出来讲上一嘴或者做一做。想当年说数据结构时对深搜还不太明白,但是学算法时竟然没有看任何提示和题解就自己把n皇后做出来了,当时就很高兴,感觉自己进步了很多。
现在我们就来重温一下这道经典的题目吧!
题目
题目描述
一个如下的 6 × 6 6 \times 6 6×6 的跳棋棋盘,有六个棋子被放置在棋盘上,使得每行、每列有且只有一个,每条对角线(包括两条主对角线的所有平行线)上至多有一个棋子。
上面的布局可以用序列 2 4 6 1 3 5 2\ 4\ 6\ 1\ 3\ 5 2 4 6 1 3 5 来描述,第 i i i 个数字表示在第 i i i 行的相应位置有一个棋子,如下:
行号 1 2 3 4 5 6 1\ 2\ 3\ 4\ 5\ 6 1 2 3 4 5 6
列号 2 4 6 1 3 5 2\ 4\ 6\ 1\ 3\ 5 2 4 6 1 3 5
这只是棋子放置的一个解。请编一个程序找出所有棋子放置的解。
并把它们以上面的序列方法输出,解按字典顺序排列。
请输出前 3 3 3 个解。最后一行是解的总个数。
输入格式
一行一个正整数 n n n,表示棋盘是 n × n n \times n n×n 大小的。
输出格式
前三行为前三个解,每个解的两个数字之间用一个空格隔开。第四行只有一个数字,表示解的总数。
样例 #1
样例输入 #1
6
样例输出 #1
2 4 6 1 3 5
3 6 2 5 1 4
4 1 5 2 6 3
4
提示
【数据范围】
对于 100 % 100\% 100% 的数据, 6 ≤ n ≤ 13 6 \le n \le 13 6≤n≤13。
题目翻译来自NOCOW。
题目分析
很容易想到使用深搜+回溯,或者换简单来说,使用递归的方法,每层递归就对应一行,一行一行下来,到达最后一行都可行就在统计上加一。然后我们就需要确定哪个点是可行点。
难点就在对对角线的判断。新的皇后是点(index,i),我们要判断他和上面任意一个皇后(j,queen[j])不在同一条对角线上,那么就是既不在y=x+a上,也不在y=-x+a上,我们可以发现第一条线y-x和第二条线y+x都恒等于a,所以只要不相等那么就是不在同一条对角线上。所以就有了`queen[j]+j!=i+index&&queen[j]-j!=i-index``
但是这样复杂度还是有点高呢,因为想要判断与上述所有行能否符合条件,所以过不了最后一个点。需要想出一个方法既然判断符合又只需要判断一次。
所以我们需要转变思路,本来是每一行的每一个点都需要都要与前面的比较,现在我们想能不能在每个点确定以后就更新一份数组(白名单),使得可以让下次选点在白名单内的就是可行的,于是我们需要确定三个数组,一个是竖列,其他两个是他的向左下和右下的对角线。
然后就拿下了
注意事项
1.只输出前三个解
2.数组开大一些,不要像我只开了13,-_-
3.记得恢复现场(深搜必备注意事项)
代码
深搜+回溯
#include<iostream>
#include<algorithm>
#define MaxN 13//n皇后的最大值
using namespace std;
int queen[MaxN+1]={0},n,total=0;
int a[25]={0},b[25]={0},c[25]={0};
void printqueen(int queen[MaxN+1]) //打印
{for(int i = 1 ; i <= n; i++) {cout<<queen[i]<<" ";}cout<<endl;}
void dfs(int index) //没有return因为并不是每个dfs都会进入下一层
{if(index==n+1) { //说明已经完成n行,可以计数了total++;if(total<=3)//前三个才打印printqueen(queen);return;}for(int i = 1; i <= n ; i++) {if(!a[i]&&!b[index+i]&&!c[index-i+n]) {queen[index]=i;//存储a[i]=1;b[index+i]=1;c[index-i+n]=1; dfs(index+1);//进入下一层a[i]=0;//恢复 b[index+i]=0;c[index-i+n]=0;}}}int main()
{cin>>n;dfs(1);//从第一层开始cout<<total;return 0;
}
打表
想不到还有打表吧,哈哈哈。确实有时候很难想到
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{int n;cin>>n;if(n==6) //打表进行中......{puts("2 4 6 1 3 5");puts("3 6 2 5 1 4");puts("4 1 5 2 6 3");puts("4");}if(n==7){puts("1 3 5 7 2 4 6");puts("1 4 7 3 6 2 5");puts("1 5 2 6 3 7 4");puts("40");}if(n==8){puts("1 5 8 6 3 7 2 4");puts("1 6 8 3 7 4 2 5");puts("1 7 4 6 8 2 5 3");puts("92");}if(n==9){puts("1 3 6 8 2 4 9 7 5");puts("1 3 7 2 8 5 9 4 6");puts("1 3 8 6 9 2 5 7 4");puts("352");}if(n==10){puts("1 3 6 8 10 5 9 2 4 7");puts("1 3 6 9 7 10 4 2 5 8");puts("1 3 6 9 7 10 4 2 8 5");puts("724");}if(n==11){puts("1 3 5 7 9 11 2 4 6 8 10");puts("1 3 6 9 2 8 11 4 7 5 10");puts("1 3 7 9 4 2 10 6 11 5 8");puts("2680");}if(n==12){puts("1 3 5 8 10 12 6 11 2 7 9 4");puts("1 3 5 10 8 11 2 12 6 9 7 4");puts("1 3 5 10 8 11 2 12 7 9 4 6");puts("14200");}if(n==13){puts("1 3 5 2 9 12 10 13 4 6 8 11 7");puts("1 3 5 7 9 11 13 2 4 6 8 10 12");puts("1 3 5 7 12 10 13 6 4 2 8 11 9");puts("73712");}return 0;
}
后话
额外测试用例
样例输入 #2
13
样例输出 #2
1 3 5 2 9 12 10 13 4 6 8 11 7
1 3 5 7 9 11 13 2 4 6 8 10 12
1 3 5 7 12 10 13 6 4 2 8 11 9
73712
王婆卖瓜
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题目来源
USACO Training Section 1.5
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