算法实验 递归回溯解八皇后问题

算法——⼋皇后问题（eightqueenpuzzle）之回溯法求解⼋皇后谜题是经典的⼀个问题，其解法⼀共有92种！其定义：1. ⾸先定义⼀个8*8的棋盘2. 我们有⼋个皇后在⼿⾥，⽬的是把⼋个都放在棋盘中3. 位于皇后的⽔平和垂直⽅向的棋格不能有其他皇后4. 位于皇后的斜对⾓线上的棋格不能有其他皇后5. 解出能将⼋个皇后都放在棋盘中的摆法这个问题通常使⽤两种⽅法来求解：1. 穷举法2. 回溯法（递归）本⽂章通过回溯法来求解，回溯法对⽐穷举法⾼效许多，让我们学习如何实现吧！实现思想：1. 我们先在棋盘的第0⾏第1个棋格放下第⼀个皇后2. 下⼀⾏寻找⼀个不冲突的棋格放下下⼀个皇后3. 循环第2步4. 如果到某⼀⾏全部8个格⼦都⽆法放下皇后，回溯到前⼀⾏，继续寻找下⼀个不冲突的棋格5. 把8个皇后都放在棋盘之后，输出或存储摆法，结束实现（Java）算法：定义棋盘我们通过⼀个⼆维整型数组表⽰⼀个棋盘数组内为1是放下了的皇后，0则是空⽩的棋格我们下下⾯定义⼀个⽅法：通过检查棋格是否为1来知道是不是有皇后1// 定义⼀个棋盘2static int chessboard[][] = new int[8][8];检查冲突这个⽅法⽤来检查冲突：在⽔平垂直⽅向、斜⾓上的棋格有⽆其他皇后，传⼊的（x,y）是需要检查的棋格，如检查棋格（1,0）即棋盘的第2⾏第1个，是否能放下皇后。

1// 检查是否符合规则2private static boolean checked(int x,int y){3for(int i = 0;i<y;i++){4// 检查⽔平垂直⽅向5if(chessboard[x][i]==1)return false;6// 检测左斜⾓7if((x-y+i>=0)&&chessboard[x-y+i][i]==1)return false;8// 检查右斜⾓9if((x+y-i<=7)&&chessboard[x+y-i][i]==1)return false;10 }11return true;12 }放下皇后我们在每⼀⾏都执⾏以下步骤，通过从第1个棋格到第8个遍历寻找可以放下皇后的棋格如果放下了皇后，我们就可以继续放下下⼀个了，将⾏数+1，我们递归调⽤这个⽅法1public static boolean solve(int y){2// 将⼀⾏的8种情况都扫描⼀次3for(int i = 0;i<8;i++){4// 每次检测前都将当前⾏清空,避免脏数据5for(int k = 0;k<8;k++)chessboard[k][y]=0;6if(checked(i, y)){7 chessboard[i][y] = 1;8// 当前⼀⾏已经获得解法,进⼊下⼀⾏9 solve(y+1);10 }11 }12return false;13 }算法边界当我们放下了所有8个皇后后，需要⼀个终⽌条件，我们在⾏数y=8时，结束算法同时你可以输出⼀个棋盘摆法了！恭喜你已经把这个经典问题解决了！1// 当y=8时,已经找到⼀种解决⽅法2if(y == 8){3return true;4 }以下是完整的算法1public class EightQueen{2// 定义⼀个棋盘3static int chessboard[][] = new int[8][8];4// 计数器5static int count = 0;67// 解题⽅法8public static boolean solve(int y){9// 当y=8时,已经找到⼀种解决⽅法,计数器加⼀并输⼊摆法10if(y == 8){11 System.out.println("solved!");12 show();13 count++;14return true;15 }16// 将⼀⾏的8种情况都扫描⼀次17for(int i = 0;i<8;i++){18// 每次检测前都将当前⾏清空,避免脏数据19for(int k = 0;k<8;k++)chessboard[k][y]=0;20if(checked(i, y)){21 chessboard[i][y] = 1;22// 当前⼀⾏已经获得解法,进⼊下⼀⾏23 solve(y+1);24 }25 }26return false;27 }28// 检查是否符合规则29private static boolean checked(int x,int y){30for(int i = 0;i<y;i++){31// 检查垂直⽅向32if(chessboard[x][i]==1)return false;33// 检测左斜⾓34if((x-y+i>=0)&&chessboard[x-y+i][i]==1)return false;35// 检查右斜⾓36if((x+y-i<=7)&&chessboard[x+y-i][i]==1)return false;37 }38return true;39 }40// 输出棋盘摆法41public static void show(){42for(int i = 0;i<8;i++){43for(int j = 0;j<8;j++){44 System.out.print(chessboard[j][i]+" ");45 }46 System.out.println("");47 }48 }49 }在执⾏这个算法后：have 92 ways to sovle it!我们获得了92种棋盘摆法！。

⼋皇后问题（经典算法-回溯法）问题描述：⼋皇后问题（eight queens problem）是⼗九世纪著名的数学家⾼斯于1850年提出的。

问题是：在8×8的棋盘上摆放⼋个皇后，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。

可以把⼋皇后问题扩展到n皇后问题，即在n×n的棋盘上摆放n个皇后，使任意两个皇后都不能互相攻击。

思路：使⽤回溯法依次假设皇后的位置，当第⼀个皇后确定后，寻找下⼀⾏的皇后位置，当满⾜左上、右上和正上⽅向⽆皇后，即矩阵中对应位置都为0，则可以确定皇后位置，依次判断下⼀⾏的皇后位置。

当到达第8⾏时，说明⼋个皇后安置完毕。

代码如下：#include<iostream>using namespace std;#define N 8int a[N][N];int count=0;//判断是否可放bool search(int r,int c){int i,j;//左上+正上for(i=r,j=c; i>=0 && j>=0; i--,j--){if(a[i][j] || a[i][c]){return false;}}//右上for(i=r,j=c; i>=0 && j<N; i--,j++){if(a[i][j]){return false;}}return true;}//输出void print(){for(int i=0;i<N;i++){for(int j=0;j<N;j++){cout<<a[i][j]<<" ";}cout<<endl;}}//回溯法查找适合的放法void queen(int r){if(r == 8){count++;cout<<"第"<<count<<"种放法\n";print();cout<<endl;return;}int i;for(i=0; i<N; i++){if(search(r,i)){a[r][i] = 1;queen(r+1);a[r][i] = 0;}}}//⼊⼝int main(){queen(0);cout<<"⼀共有"<<count<<"放法\n"; return 0;}。

算法设计与分析实验报告—八皇后问题-姓名：***学号：********班级：软件83【问题描述】在国际象棋盘上放八个皇后，要求任一皇后吃不到别人，也不受其他皇后的攻击，求出问题的所有解。

【问题分析&算法设计】用8元组x[1: n]表示8后问题。

其中x[ i]表示皇后i放在棋盘的第i行的第x[ i]列。

由于不允许将2个皇后放在一列，所以解向量中的x[ i]互不相同。

2个皇后不能放在同一斜线上是问题的隐约束。

故若2个皇后放置的位置分别是（i，j）和（k，l），且i – j = k – l或i + j = k + l，则说明这2个皇后处于同一斜线上。

这两个方程分别等价于i – k = j – l和i – k = l – j。

由此可知，只要|i - k| = |j - l|成立，就表明2个皇后位于同一条斜线上。

问题的隐约束化成了显约束。

用回溯法解决8皇后问题时，用完全8叉树表示解空间。

【算法实现】#include "stdio.h"#include "math.h"#include "iostream.h"#define N 8 /* 定义棋盘大小*/static int sum; /* 当前已找到解的个数*/static int x[N]; /* 记录皇后的位置,x[i]表示皇后i放在棋盘的第i行的第x[i]列*//* 每找到一个解,打印当前棋盘状态*/void Show(){sum++;cout << "第" << sum << "种情况：" << endl;cout << "坐标为:\t";for(int k = 0; k < N; k++)cout << '(' << k+1 << ',' << x[k] << ") ";cout << endl;cout << "---------------------------------\n";for (int i = 0; i < N; i ++){for (int j = 0; j < N; j ++)if (j == x[i]) //printf("@ ");cout << "* | ";else //printf("* ");cout << " | ";cout << "\n---------------------------------\n";}}/* 确定某一位置皇后放置与否，放置则返回1，反之返回0 */int Judge(int k){// 测试皇后k在第k行第x[k]列时是否与前面已放置好的皇后相攻击。

八皇后问题八皇后问题是一个古老而著名的问题，是回溯算法的典型例题。

该问题是十九世纪著名的数学家高斯1850年提出：在8X8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。

高斯认为有76种方案。

1854年在柏林的象棋杂志上不同的作者发表了40种不同的解，后来有人用图论的方法解出92种结果。

对于八皇后问题的实现，如果结合动态的图形演示，则可以使算法的描述更形象、更生动，使教学能产生良好的效果。

下面是用Turbo C实现的八皇后问题的图形程序，能够演示全部的92组解。

八皇后问题动态图形的实现，主要应解决以下两个问题。

（1）回溯算法的实现（a）为解决这个问题，我们把棋盘的横坐标定为i，纵坐标定为j,i和j的取值范围是从１到８。

当某个皇后占了位置(i,j)时，在这个位置的垂直方向、水平方向和斜线方向都不能再放其它皇后了。

用语句实现，可定义如下三个整型数组：a[8],b[15],c[24]。

其中：a[j-1]=1 第j列上无皇后a[j-1]=0 第j列上有皇后b[i+j-2]=1 (i,j)的对角线（左上至右下）无皇后b[i+j-2]=0 (i,j)的对角线（左上至右下）有皇后c[i-j+7]=1 (i,j)的对角线（右上至左下）无皇后c[i-j+7]=0 (i,j)的对角线（右上至左下）有皇后（b）为第i个皇后选择位置的算法如下：for(j=1;j<=8;j++) /*第i个皇后在第j行*/if ((i,j)位置为空)）/*即相应的三个数组的对应元素值为1*/{占用位置（i,j）/*置相应的三个数组对应的元素值为0*/if i<8为i+1个皇后选择合适的位置；else 输出一个解}(2)图形存取在Turbo C语言中，图形的存取可用如下标准函数实现：size=imagesize(x1,y1,x2,y2) ;返回存储区域所需字节数。

回溯算法与八皇后问题(N皇后问题)1 问题描述八皇后问题是数据结构与算法这一门课中经典的一个问题。

下面再来看一下这个问题的描述。

八皇后问题说的是在8*8国际象棋棋盘上，要求在每一行放置一个皇后，且能做到在竖方向，斜方向都没有冲突。

更通用的描述就是有没有可能在一张N*N的棋盘上安全地放N个皇后？2 回溯算法回溯算法也叫试探法，它是一种系统地搜索问题的解的方法。

回溯算法的基本思想是：从一条路往前走，能进则进，不能进则退回来，换一条路再试。

在现实中，有很多问题往往需要我们把其所有可能穷举出来，然后从中找出满足某种要求的可能或最优的情况，从而得到整个问题的解。

回溯算法就是解决这种问题的“通用算法”，有“万能算法”之称。

N皇后问题在N增大时就是这样一个解空间很大的问题，所以比较适合用这种方法求解。

这也是N皇后问题的传统解法，很经典。

下面是算法的高级伪码描述，这里用一个N*N的矩阵来存储棋盘：1) 算法开始, 清空棋盘，当前行设为第一行，当前列设为第一列2) 在当前行，当前列的位置上判断是否满足条件(即保证经过这一点的行,列与斜线上都没有两个皇后)，若不满足，跳到第4步3) 在当前位置上满足条件的情形：在当前位置放一个皇后，若当前行是最后一行，记录一个解；若当前行不是最后一行，当前行设为下一行, 当前列设为当前行的第一个待测位置；若当前行是最后一行，当前列不是最后一列，当前列设为下一列；若当前行是最后一行，当前列是最后一列，回溯，即清空当前行及以下各行的棋盘，然后，当前行设为上一行，当前列设为当前行的下一个待测位置；以上返回到第2步4) 在当前位置上不满足条件的情形：若当前列不是最后一列，当前列设为下一列，返回到第2步;若当前列是最后一列了，回溯，即，若当前行已经是第一行了，算法退出，否则，清空当前行及以下各行的棋盘，然后，当前行设为上一行，当前列设为当前行的下一个待测位置，返回到第2步;算法的基本原理是上面这个样子，但不同的是用的数据结构不同，检查某个位置是否满足条件的方法也不同。

八皇后问题是一个古老而著名的问题，它是回溯算法的典型例题。

该问题是十九世纪德国著名数学家高斯于1850年提出的：在8行8列的国际象棋棋盘上摆放着八个皇后。

若两个皇后位于同一行、同一列或同一对角线上，则称为它们为互相攻击。

在国际象棋中皇后是最强大的棋子，因为它的攻击范围最大，图6-15显示了一个皇后的攻击范围。

图6-15 皇后的攻击范围现在要求使这八个皇后不能相互攻击，即任意两个皇后都不能处于同一行、同一列或同一对角线上，问有多少种摆法。

高斯认为有76种方案。

1854年在柏林的象棋杂志上不同的作者发表了40种不同的解，后来有人用图论的方法解出92种结果。

现代教学中，把八皇后问题当成一个经典递归算法例题。

图6-16显示了两种八个皇后不相互攻击的情况。

图6-16八个皇后不相互攻击的情况现在来看如何使用回溯法解决八皇后问题。

这个算法将在棋盘上一列一列地摆放皇后直到八个皇后在不相互攻击的情况下都被摆放在棋盘上，算法便终止。

当一个新加入的皇后因为与已经存在的皇后之间相互攻击而不能被摆在棋盘上时，算法便发生回溯。

一旦发生这种情况，就试图把最后放在棋盘上的皇后移动到其他地方。

这样做是为了让新加入的皇后能够在不与其它皇后相互攻击的情况下被摆放在棋盘的适当位置上。

例如图6-17所示的情况，尽管第7个皇后不会与已经放在棋盘上的任何一皇后放生攻击，但仍然需要将它移除并发生回溯，因为无法为第8个皇后在棋盘上找到合适的位置。

图6-17 需要发生回溯的情况算法的回溯部分将尝试移动第7个皇后到第7列的另外一点来为第8个皇后在第8列寻找一个合适的位置。

如果第7个皇后由于在第7列找不到合适的位置而无法被移动，那么算法就必须去掉它然后回溯到第6列的皇后。

最终算法不断重复着摆放皇后和回溯的过程直到找到问题的解为止。

下面给出了求解八皇后问题的示例程序。

#include <conio.h>#include <iostream>using namespace std;// 首先要求皇后不冲突，那么每行只应该有一个皇后// 用queens[]数组在存储每个皇后的位置// 例如: queens[m] = n 表示第m行的皇后放在第n列上#define MAX 8int sum = 0;class QueenPuzzle{int queens[MAX]; // 存储每行皇后的列标public:void printOut(); // 打印结果int IsValid(int n); //判断第n个皇后放上去之后，是否合法 void placeQueen(int i); // 递归算法放置皇后};void QueenPuzzle::printOut(){for(int i=0; i<MAX; i++){for(int j=0; j<MAX; j++){if(j == queens[i])cout << "Q ";elsecout << "0 ";}cout << endl;}cout << endl << "按q键盘退出，按其他键继续" << endl << endl;if(getch() == 'q')exit(0);}// 在第i行放置皇后void QueenPuzzle::placeQueen(int i){for(int j=0; j<MAX; j++){// 如果全部放完了输出结果if(i == MAX){sum ++;cout << "第" << sum << "组解:" << endl;printOut();return;}// 放置皇后queens[i] = j;// 此位置不能放皇后继续试验下一位置if(IsValid(i))placeQueen(i+1);}}//判断第n个皇后放上去之后，是否合法，即是否无冲突int QueenPuzzle::IsValid(int n){//将第n个皇后的位置依次于前面n－1个皇后的位置比较。

八皇后问题递归算法八皇后问题是一个经典的数学问题，其目标是在一个8×8的棋盘上放置8个皇后，使得没有两个皇后位于同一行、同一列或同一斜线上。

这个问题可以通过递归算法来求解，本文将详细介绍八皇后问题的递归算法及其实现过程。

我们需要定义一个函数来判断当前位置是否可以放置皇后。

该函数的输入参数为当前行和当前列，输出为一个布尔值，表示该位置是否可以放置皇后。

具体实现如下：```bool isSafe(int board[8][8], int row, int col){int i, j;// 检查当前列是否有其他皇后for (i = 0; i < row; i++)if (board[i][col])return false;// 检查左上方是否有其他皇后for (i = row, j = col; i >= 0 && j >= 0; i--, j--)if (board[i][j])return false;// 检查右上方是否有其他皇后for (i = row, j = col; i >= 0 && j < 8; i--, j++)if (board[i][j])return false;return true;}```接下来，我们可以使用递归算法来解决八皇后问题。

递归算法的思想是将问题分解为子问题，然后逐步解决子问题，最终得到原问题的解。

具体的递归算法如下：```bool solveNQueens(int board[8][8], int row){// 所有行都已经放置好了皇后，得到了一个解if (row == 8)return true;// 尝试在当前行的每个列中放置皇后for (int col = 0; col < 8; col++)// 检查当前位置是否可以放置皇后if (isSafe(board, row, col)){// 放置皇后board[row][col] = 1;// 递归求解下一行if (solveNQueens(board, row + 1))return true;// 回溯，撤销当前位置的皇后board[row][col] = 0;}}// 无法找到解return false;}```我们可以编写一个主函数来调用递归算法并打印结果。

⼋皇后以及N皇后问题分析⼋皇后是⼀个经典问题，在8*8的棋盘上放置8个皇后，每⼀⾏不能互相攻击。

因此拓展出 N皇后问题。

下⾯慢慢了解解决这些问题的⽅法：回溯法：回溯算法也叫试探法，它是⼀种系统地搜索问题的解的⽅法。

回溯算法的基本思想是：从⼀条路往前⾛，能进则进，不能进则退回来，换⼀条路再试。

在现实中，有很多问题往往需要我们把其所有可能穷举出来，然后从中找出满⾜某种要求的可能或最优的情况，从⽽得到整个问题的解。

回溯算法就是解决这种问题的“通⽤算法”，有“万能算法”之称。

N皇后问题在N增⼤时就是这样⼀个解空间很⼤的问题，所以⽐较适合⽤这种⽅法求解。

这也是N皇后问题的传统解法，很经典。

算法描述：1. 算法开始，清空棋盘。

当前⾏设为第⼀⾏，当前列设为第⼀列。

2. 在当前⾏，当前列的判断放置皇后是否安全，若不安全，则跳到第四步。

3. 在当前位置上满⾜条件的情况： 在当前位置放⼀个皇后，若当前⾏是最后⼀⾏，记录⼀个解； 若当前⾏不是最后⼀⾏，当前⾏设为下⼀⾏，当前列设为当前⾏的第⼀个待测位置； 若当前⾏是最后⼀⾏，当前列不是最后⼀列，当前列设为下⼀列； 若当前⾏是最后⼀⾏，当前列是最后⼀列，回溯，即清空当前⾏以及以下各⾏的棋盘，然后当前⾏设为上⼀⾏，当前列设为当前⾏的下⼀个待测位置； 以上返回第⼆步。

4.在当前位置上不满⾜条件： 若当前列不是最后⼀列，当前列设为下⼀列，返回到第⼆步； 若当前列是最后⼀列，回溯，即，若当前⾏已经是第⼀⾏了，算法退出，否则，清空当前⾏以及以下各⾏的棋盘，然后，当前⾏设为上⼀⾏，当前列设为当前⾏的下⼀个待测位置，返回第⼆步。

如何判断是否安全：把棋盘存储为⼀个N维数组a[N]，数组中第i个元素的值代表第i⾏的皇后位置，这样便可以把问题的空间规模压缩为⼀维O(N)，在判断是否冲突时也很简单， ⾸先每⾏只有⼀个皇后，且在数组中只占据⼀个元素的位置，⾏冲突就不存在了， 其次是列冲突，判断⼀下是否有a[i]与当前要放置皇后的列j相等即可。

实验报告——八皇后问题求解（递归和非递归）学号：专业年级：姓名：一、需求分析（要实现的功能描述）1．问题描述八皇后问题是一个以国际象棋为背景的问题：如何能够在8×8的国际象棋棋盘上放置八个皇后，使得任何一个皇后都无法直接吃掉其他的皇后？为了达到此目的，任两个皇后都不能处于同一条横行、纵行或斜线上。

八皇后问题可以推广为更一般的n皇后摆放问题：这时棋盘的大小变为n×n，而皇后个数也变成n。

当且仅当n=1或n≥4时问题有解。

八皇后问题最早是由国际国际象棋棋手马克斯·贝瑟尔于1848年提出。

诺克也是首先将问题推广到更一般的n皇后摆放问题的人之一。

2．实现功能八皇后问题实现了在棋盘上摆放八个皇后的功能，这八个皇后任意两个皇后都不能处于同一条横行、纵行或斜线上。

3．测试数据测试数据可以通过手工寻找三组满足需要的值，测试数组（M，N），其中M代表皇后所在的行，N代表皇后所在的列。

例如，第一组测试数据：（1，4）、（2，7）、（3，3）、（4、8）、（5，2）、（6，5）、（7，1）、（8，6）；第二组测试数据（1，4）、（2，2）、（3，7）、（4，3）、（5，6）、（6，8）、（7，5）、（8，1）。

最后与编程求得的结果进行比较。

如果这三组数据在最后编程求得的结果中，说明程序的编写基本没有什么问题。

二、概要设计在进行概要设计的过程中，要清楚整个程序包含的功能模块及模块间的调用关系。

对于八皇后问题，整个程序中应该包括主函数模块，摆放皇后的函数模块，以及判断皇后的位置是否摆放正确的判断模块。

对于模块间的关系，在运行主函数的过程中会调用摆放皇后的函数模块，在摆放皇后的函数模块中，又会调用判断皇后位置是否摆放正确的判断模块。

三、详细设计抽象数据类型中定义的各种操作算法实现（用N-S图描述）对于求解八皇后问题的非递归算法，N-S图如下：对于八皇后问题求解的递归算法，N-S图如下：四、调试分析1．程序在调式过程中出现的问题及解决方法由于对于C语言编程问题掌握的并非十分熟练，因而在程序的调试过程中出现了一些问题。

实验四八皇后问题
一、目的和要求
1. 掌握递归的使用方法。

2. 掌握回溯法。

二、实验内容
八皇后问题是十九世纪著名的数学家高斯提出的：在8X8格的国际象棋上摆放八个皇后，使其不能互相攻（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？输出所有的皇后摆法。

三、算法：
提示：
1．皇后q1(x1,y1)和皇后q2(x2,y2)相互吃掉的条件：
x1 == x2 || y1 == y2 || x1 – x2 == y1 – y2 || x1 – x2 == y2 – y1
2．用回溯法解决八皇后问题的步骤为：
用一个数组存储当前成功摆放的皇后位置，以便下一列摆放皇后时进行安全判断。

因为一列（行）只能摆放一个皇后，否则会互相吃掉，所以可以用列（行）号来作为递归函数的n
1）从第1列开始，为皇后找到安全位置，然后递归进行下一列。

2) 如果在第8列上找到了安全位置，则棋局成功，输出此种摆放下所有皇后的位置信息。

3) 如果在第n列出现死胡同（在所有位置都不能安全摆放皇后了），则后退到上一列进行回溯（如果用递归实现，该回溯是递归调用自动完成）。

程序请自行设计。

⼋皇后问题（N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。

⾸先来看看这张模拟⼋皇后的图。

这张图说明皇后具有横轴、竖轴以及两个斜轴⽅向的杀伤⼒，也就是像⽶字形⼀样；为了减少判断，我们按照⼀个⽅向往另⼀个⽅向排列，中间不能跳⾏，这样我们就可以只判断已经有皇后的位置，还没有皇后的就可以偷懒不⽤判断了。

我的⽅案是：1.从最下⾯开始排列，然后往上添加，从左往右排列，这样就只需要判断⽐⾃⼰Y坐标低的具有杀伤能⼒的位置有没有皇后就OK ⽅法是把⾃⼰假定要放置皇后的位置的X和Y轴都依据判断特性进⾏处理；例如，左斜线X和Y轴都减1；中间的只需要把Y 轴减1；右边的和左边的相反，X轴加1，Y轴减1；注意处理边界问题。

2.为了找到合适的位置我们需要在查找失败的时候具备回溯的能⼒，就需要退回到前⼀⾏（Y=Y-1，注意XY是否到边界），直⾄能回溯或者全部判断完毕，每次回溯的时候记得X轴要从头开始 3.通过⼀个数据结构记录正在查找的⽅案，通过另⼀个数据结构记录已经找到的⽅案，当然也可以⽤⼀个变量记录⽅案个数下⾯这张⿊⾊背景是其中⼀个⽅案的截图，第⼀⾏代表皇后的坐标xy；后⾯的是棋盘，这⾥输出竖轴是x，横轴是y，从上到下，从左到右，其中*是边界，空格是空区，#是皇后。

#include <iostream>#include <cstring>#include "DTString.h"#include "LinkList.h" // 这⾥使⽤链表存储皇后的位置using namespace std;using namespace DTLib;template <int SIZE> // N皇后问题，SIZE表⽰皇后个数或者棋盘⼤⼩class QueenSolution : public Object{protected:enum { N = SIZE + 2 }; // N表⽰棋盘⼤⼩，为了边界识别，棋盘四周都要加⼀格struct Pos : public Object // ⽅位结构体{Pos(int px = 0, int py = 0) : x(px), y(py) { }int x;int y;};int m_chessboard[N][N]; // 棋盘，0表⽰空位，1表⽰皇后，2表⽰边界Pos m_direction[3]; // 共3个⽅向；⽅向-1、-1表⽰左斜线；0、-1表⽰下⽅；1、-1表⽰右斜线；⾸先从最下⽅开始，所以只需考虑下⾯的⾏。

Python回溯算法及八皇后问题一、回溯算法1. 回溯算法的概念回溯算法是一种通过探索所有可能的候选解来找出所有解的算法。

如果候选解被确认不是一个解（或者至少不是最后一个解），回溯算法会通过在上一步进行一些变化来舍弃该解。

回溯算法通常用于解决组合优化问题，如八皇后问题、图的着色问题等。

2. 回溯算法的基本思路回溯算法的基本思路是从一组可能的解中选择一个解，然后递归地对剩下的未解决的问题进行同样的操作。

当一个问题的所有可能解都被找到时，算法结束。

如果在搜索过程中发现当前解不满足约束条件，可以回溯到上一步，尝试其他可能的解。

3. 回溯算法的实现步骤（1）确定问题的解空间，定义一个函数来描述问题的约束条件和目标函数。

（2）使用递归或栈来实现回溯过程。

在每一层递归中，选择一个可能的解，然后递归地处理剩下的未解决的问题。

如果当前解满足约束条件，将其添加到结果集中；否则，回溯到上一步，尝试其他可能的解。

（3）当所有可能的解都被找到时，算法结束。

输出结果集。

二、八皇后问题及其回溯解法1. 八皇后问题的描述八皇后问题是一个简单的组合优化问题，要求在一个8×8的棋盘上放置8个皇后，使得它们互不攻击（即任意两个皇后不在同一行、同一列和同一对角线上）。

这个问题可以用回溯算法求解。

2. 八皇后问题的暴力解法暴力解法是直接枚举所有可能的解，然后检查是否满足约束条件。

这种方法的时间复杂度为O(N!)，其中N为皇后的数量（在本问题中为8）。

暴力解法的代码实现如下：```pythondef is_valid(board, row, col):for i in range(row):if board[i] == col or abs(board[i] - col) == abs(i - row):return Falsereturn Truedef solve_n_queens(board, row):if row == len(board):return 1count = 0for col in range(len(board)):if is_valid(board, row, col):board[row] = colcount += solve_n_queens(board, row + 1)return countdef n_queens(n):board = [-1] * nreturn solve_n_queens(board, 0)```3. 八皇后问题的回溯解法及Python实现（1）确定问题的解空间在八皇后问题中，我们可以将棋盘看作是一个一维数组，每个元素表示对应行上放置的皇后所在的列。

要求在一个n×n的棋盘上放置n个皇后，使得她们彼此不受攻击。

八皇后问题求解过程第1列第2列第3列第4列第5列第6列第7列第1行第2行第3行第4行第5行第6行第7行第8行八皇后的一个可行解第1列第2列第3列第4列第5列第6列第7列第1行○第2行○第3行○第4行第5行○第6行○第7行○第8行○先回顾递归回溯法的一般形式：NTry(s)做挑选候选者的准备；while (未成功且还有候选者) {挑选下一个候选者next ；if (next 可接受) {记录next ；if (满足成功条件) {成功并输出结果}else Try(s+1);if (不成功) 删去next 的记录; }}return 成功与否}NTry(s){做挑选候选者的准备；while (未成功且还有候选者) {挑选下一个候选者next ；if (next 可接受) {记录next ；if (满足成功条件) {成功并输出结果}else Try(s+1);if (不成功) 删去next 的记录; }}return 成功与否}s 为准备放置后的行数候选者为1到n 列。

j = 0; q = 0; 令列标记j = 0；q 表示未成功。

列数不到n 就还有候选者(!q && j < n ) { 列数加1j++;各后都安全，便可接受(Safe(s, j)) {记下该行后的位置(列数)Record(s, j);n 行后都放完就成功了(s = = n) {q = 1; output( );} 不成功，删去后在该行的位置。

(!q) Move-Off(s, j); }}}q }数组B[n]表示棋盘。

若B[i]=j ，1≤i, j≤n ，表示棋盘的第i 行第j 列上有皇后。

N数组C[j]=1表示第j 列上无皇后，1≤j≤n 。

数组D[k]=1表示第k 条下行(↘)对角线上无皇后。

123456123456k = i + j ，2≤k≤2n 。

算法设计与分析实验报告实验名称：用回溯法解决八皇后问题姓名：学号：江苏科技大学一、实验名称：回溯法求解8皇后问题二、学习知识：回溯算法的基本思想是：从一条路往前走，能进则进，不能进则退回来，换一条路再试。

回溯法是一个既带有系统性又带有跳跃性的搜索算法。

它在包含问题的所有解的解空间树中，按照深度优先的策略，从根结点出发搜索解的空间树。

算法搜索至解的空间树的任一结点时，总是先判断该结点是否肯定不包含问题的解。

如果肯定不包含，则跳过对以该结点为根的子树的系统搜索，逐层向其祖先结点回溯。

否则，进入该子树，继续按深度优先的策略进行搜索。

回溯法在用来求问题的所有解时，要回溯到根，且根结点的所有子树都已被搜索遍才结束。

而回溯法在用来求问题的任一解时，只要搜索到问题的一个解就可以结束。

这种以深度优先的方式系统地搜索问题的解的算法称为回溯法，它适用于解一些组合数较大的问题。

三、问题描述（1）使用回溯法解决八皇后问题。

8皇后问题：在8*8格的棋盘上放置彼此不受攻击的8个皇后。

按照国际象棋的规则，皇后可以攻击与之处在同一行或同一列或同一斜线上的棋子。

8后问题等价于在8*8格的棋盘上放置8个皇后，任何2个皇后不放在同一行或同一列或同一斜线上。

（2）用高级程序设计语言实现四、求解思路Procedure PLACE(k)//如果一个皇后能放在第k行和X(k)列，则返回true，否则返回false。

X是一个全程数组，进入此过程时已置入了k个值。

ABS(r)过程返回r的绝对值//global X(1:k); integer i,k;i←1while i<k doif X(i)=X(k) or ABS(X(i)-X(k))=ABS(i-k) thenreturn (false)end ifi←i+1repeatreturn (true)End PLACEProcedure NQUEENS(n)//此过程使用回溯法求出一个n*n棋盘上放置n个皇后，使其不能互相攻击的所有可能位置//integer k,n,X(1:n)X(1)←0 ; k←1 // k是当前行；X(k)是当前列 //while k>0 do // 对所有的行，执行以下语句 //X(k)←X(k)+1 //移到下一列//while X(k)<=n and Not PLACE(k) do //此处能放这个皇后吗//X(k)←X(k)+1 //不能放则转到下一列//repeatif X(k)<=n then //找到一个位置//if k=n then print (X) //是一个完整的解则打印这个数组// else k←k+1;X(k)←0 //否则转到下一行//end ifelse k←k-1 //回溯//end ifrepeatEnd NQUEENS五、算法实现本实验程序是使用C#编写，算法实现如下：1.queen类—实现8皇后问题的计算，将结果存入数组。