文章目录
- 1. 回溯算法思想
- 2. 算法应用
- 2.1 八皇后问题
1. 回溯算法思想
前面讲过贪心算法并不能保证得到最优解,那怎么得到最优解呢?
- 回溯思想,有点类似枚举搜索。枚举所有的解,找到满足期望的解。
- 为了有规律地枚举所有可能的解,避免遗漏和重复,把问题求解的过程分为多个阶段。
- 每个阶段,我们都会面对一个岔路口,我们先随意选一条路走,当发现这条路走不通的时候(不符合期望的解),就回退到上一个岔路口,另选一种走法继续走。
2. 算法应用
2.1 八皇后问题
有一个8×8的棋盘,希望往里放8个棋子(皇后),每个棋子所在的行、列、对角线都不能有另一个棋子。请找到所有满足这种要求的放棋子方式。
- 把这个问题划分成8个阶段,依次将8个棋子放到第一行、第二行、第三行。。。第八行
- 放置的过程中,不停地检查当前的方法,是否满足要求
- 如果满足,则跳到下一行继续放置棋子
- 如果不满足,那就再换一种方法,继续尝试
- 如果一整行都不能放下一颗,那么这种方法无效,退到上一行,上一行列位置+1,再往下尝试
从(0,0)位置开始放置
下标5的行,走到最后也没有放下这颗棋子,都不满足,那么退到下标4的行,列位置+1,从4列开始新的尝试
下标5的行容不下一颗棋子,再次回退,下标4行退到最后了,再往上退,下标3行棋子往右挪
下标7行放不下,退到6行
6行也容不下棋子,接着看5行
5行也不可以容下棋子,看第4行。。。(第一种可行解怎么还没出来,好累,就到这里吧,大家自行 ppt 画个图配合代码推一下就理解了)
第一个解是这样的,哈哈,挪了好长时间终于出来了
/*** @description: 回溯算法--八皇后问题* @author: michael ming* @date: 2019/7/7 0:10* @modified by: */
#include <iostream>
using namespace std;
class EightQueen
{int result[8];//下标表示行,值表示queen在哪一列void printQueens(int *result){int i,r,c,flag = 1;cout << " ";for(i = 0; i < 8; ++i)cout << "▁";cout << endl;for(r = 0; r < 8; ++r){cout << "┃";for(c = 0; c < 8; ++c){if(result[r] == c)cout << "★";else{if(flag < 0)cout << " ";elsecout << "■";}flag = -1*flag;}cout << "▏" << endl;flag = -1*flag;}cout << " ";for(i = 0; i < 8; ++i)cout << "▔";cout << endl;}bool isOk(int r, int c)//判断在r行c列放置是否可以满足要求{int leftup = c - 1, rightup = c + 1;for(int i = r - 1; i >= 0; --i)//逐行向上考察每一行{if(result[i] == c)//第i行的c列有棋子吗return false;if(leftup >= 0)//考察左上对角线{if(result[i] == leftup)//第i行leftup列有棋子吗return false;}if(rightup < 8)//考察右上对角线{if(result[i] == rightup)//第i行rightup列有棋子吗return false;}--leftup; ++rightup;}return true;}
public:int kinds; //可行布局种类EightQueen():kinds(0){}void cal8queens(int row) //调用方式cal8queens(0){if(row == 8) //8个棋子都放置好了,打印结果{kinds++;cout << "第" << kinds << "种放法:" << endl;printQueens(result);return;//都放置好了,没法再递归了}for(int column = 0; column < 8; ++column)//每行有8种放法{if(isOk(row,column)) //该放法满足要求{result[row] = column;//第row行的棋子放到了column列cal8queens(row+1); //考察下一行}}}};
int main()
{EightQueen eq;eq.cal8queens(0);cout << "共有" << eq.kinds << "种摆放方法。" << endl;return 0;
}