回溯法(八皇后問題)及C語言實現

2021-08-28 03:40:31 字數 1842 閱讀 7934

回溯法,又被稱為「試探法」。解決問題時,每進行一步,都是抱著試試看的態度,如果發現當前選擇並不是最好的,或者這麼走下去肯定達不到目標,立刻做回退操作重新選擇。這種走不通就回退再走的方法就是回溯法。

很多人認為回溯和遞迴是一樣的,其實不然。在回溯法中可以看到有遞迴的身影,但是兩者是有區別的。

回溯法從問題本身出發,尋找可能實現的所有情況。和窮舉法的思想相近,不同在於窮舉法是將所有的情況都列舉出來以後再一一篩選,而回溯法在列舉過程如果發現當前情況根本不可能存在,就停止後續的所有工作,返回上一步進行新的嘗試。

遞迴是從問題的結果出發,例如求 n!,要想知道 n!的結果,就需要知道 n*(n-1)! 的結果,而要想知道 (n-1)! 結果,就需要提前知道 (n-1)*(n-2)!。這樣不斷地向自己提問,不斷地呼叫自己的思想就是遞迴。

回溯和遞迴唯一的聯絡就是,回溯法可以用遞迴思想實現。

使用回溯法解決問題的過程,實際上是建立一棵「狀態樹」的過程。例如,在解決列舉集合所有子集的問題中,對於每個元素,都有兩種狀態,取還是舍,所以構建的狀態樹為:

圖1 狀態樹

回溯法的求解過程實質上是先序遍歷「狀態樹」的過程。樹中每乙個葉子結點,都有可能是問題的答案。圖 1 中的狀態樹是滿二叉樹,得到的葉子結點全部都是問題的解。

在某些情況下,回溯法解決問題的過程中建立的狀態樹並不都是滿二叉樹,因為在試探的過程中,有時會發現此種情況下,再往下進行沒有意義,所以會放棄這條死路,回溯到上一步。在樹中的體現,就是在樹的最後一層不是滿的,即不是滿二叉樹,需要自己判斷哪些葉子結點代表的是正確的結果。

八皇后問題是以西洋棋為背景的問題:有八個皇后(可以當成八個棋子),如何在 8*8 的棋盤中放置八個皇后,使得任意兩個皇后都不在同一條橫線、縱線或者斜線上。

圖 2 八皇后問題示例(#代表皇后)

八皇后問題是使用回溯法解決的典型案例。演算法的解決思路是:

從棋盤的第一行開始,從第乙個位置開始,依次判斷當前位置是否能夠放置皇后,判斷的依據為:同該行之前的所有行中皇后的所在位置進行比較,如果在同一列,或者在同一條斜線上(斜線有兩條,為正方形的兩個對角線),都不符合要求,繼續檢驗後序的位置。

如果該行所有位置都不符合要求,則回溯到前一行,改變皇后的位置,繼續試探。

如果試探到最後一行,所有皇后擺放完畢,則直接列印出 8*8 的棋盤。最後一定要記得將棋盤恢復原樣,避免影響下一次擺放。 

源**:

#include int queenes[8]=,counts=0;

int check(int line,int list);

int count = 0;

//check函式,若通過檢查返回1,否則返回0

int check(int x, int y)

for (int i = 0; i < x; i++)

return 1;

}//goback,如果發現這一層任何位置都不可以放置皇后,則回退到上一層

void goback()

}//顯示8皇后位置

void showpos()

printf("\n");

} for (int i = 0; i < 8; i++)

printf("第%d個八皇后\n",countshow);

}int main()

count++;

} showpos();

system("pause");

return 0;

}

C語言回溯法解八皇后問題 八皇后演算法

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