wangluo010 发表于 2015-4-20 11:58:53

CDays-3 习题三 (八皇后问题)及相关内容解析。Python 基础教程

  又是八皇后问题。
  似乎每种语言中都会出现八皇后问题来告诉你递归算法怎么玩。
  让我们先百度一下八皇后问题。于是你发现了百度百科,好长的词条,里面基本包括了所有主流语言的例程。让我们点击Python看一下。

  我了个大槽,这是什么玩意,木有缩进,而且那个库也没见过,趁机搜一下。
  好像是迭代器里面的东西。迭代器又是什么。 好吧,一个算法问题已经引出了另一个常识问题了。让我们先停在这里吧。去参考另一篇日志吧,还没写。><
  我修复了下上面的程序。

from itertools import permutations
for vec in permutations(range(8)):
if (8 == len(set(vec+i for i in range(8)))== len(set(vec-i for i in range(8)))):
print vec

  显然是可以运行的。牛逼吧。
  但是我们可以知道,这里面是有重复的,因为从棋盘是对称的,每行判别的方法不可避免的出现重复解。但这是正确的完整解92个。
  这个程序对于我们初学者来说太过强大了,不过它完美的体现了Python的优美。
  让我们看一看比较普通的想法。
  好像直到现在我们还不知道什么是八皇后问题,看一下哈。
  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。

  就是类似于这种布局。
  如果我们在棋盘的的任何一个位置放一个皇后,

  那么我们就可以得到

  这八个方向不能有另外的皇后了,根据这个现象,我们可以肯定,一行有且只有一个皇后,每一列有且只有一个皇后。
  我们先预想一个循环,对每一排的每个位置编号0~7 。
  我们对每一个位置都应该有可行性判定,即该位置的上下左右,正负对角线有没有皇后,如果有就跳过该位置。
  这样的做法应该有几个数组来保存行列,正负对角线状态,让我们先定义全局变量,并且做一些初始化工作。



global col                                  #定义一些全局变量
global row
global pos_diag
global nag_diag
global count
'''    =========================================================== '''
col = []                              #矩阵列的列表,存储皇后所在列,若该列没有皇后,则相应置为1,反之则0
row = []                              #矩阵行的列表,存放每行皇后所在的列位置,随着程序的执行,在不断的变化中,之间输出结果
pos_diag = []                           #正对角线,i-j恒定,-7~0~7,并且b(i)+7统一到0~14
nag_diag = []                           #负对角线,i+j恒定,0~14
count = 0
for index in range(0, 8):               #一些初始化工作
col.append(1)
row.append(0)
for index in range(0, 15):
pos_diag.append(1)
nag_diag.append(1)
  这样,我们有了一张宏观的表,告诉我们哪一行,哪一列,那几排对角线上面有皇后。
  然后让我们定义判定程序。



def do_queen(i):
''' 生成所有正确解
@param i: 皇后的数目,即第几个皇后。从0计数
'''
for j in range(0, 8):                   #依次尝试0~7位置
if col == 1 and pos_diag == 1 and nag_diag == 1:
#若该行,正对角线,负对角线上都没有皇后,则放入i皇后
row = j
col = 0                      #调整各个列表状态
pos_diag = 0
nag_diag = 0
if i < 7:
do_queen(i+1)               #可递增或递减
else:
print row                  #产生一个结果,输出
col = 1                      #恢复各个列表状态为之前的
pos_diag = 1
nag_diag = 1
  把这两段程序拼接起来就完成了,下面给出完整的算法。



global col                                  #定义一些全局变量
global row
global pos_diag
global nag_diag
global count
def output():   
''' 输出一种有效结果
'''
global count
print row
count += 1
def do_queen(i):
''' 生成所有正确解
@param i: 皇后的数目
'''
for j in range(0, 8):                   #依次尝试0~7位置
if col == 1 and pos_diag == 1 and nag_diag == 1:
#若该行,正对角线,负对角线上都没有皇后,则放入i皇后
row = j
col = 0                      #调整各个列表状态
pos_diag = 0
nag_diag = 0
if i < 7:
do_queen(i+1)               #可递增或递减
else:
output()                  #产生一个结果,输出
col = 1                      #恢复各个列表状态为之前的
pos_diag = 1
nag_diag = 1
if __name__ == '__main__':
col = []                              #矩阵列的列表,存储皇后所在列,若该列没有皇后,则相应置为1,反之则0
row = []                              #矩阵行的列表,存放每行皇后所在的列位置,随着程序的执行,在不断的变化中,之间输出结果
pos_diag = []                           #正对角线,i-j恒定,-7~0~7,并且b(i)+7统一到0~14
nag_diag = []                           #负对角线,i+j恒定,0~14
count = 0
for index in range(0, 8):               #一些初始化工作
col.append(1)
row.append(0)
for index in range(0, 15):
pos_diag.append(1)
nag_diag.append(1)
do_queen(0)
#开始递归,先放一个,依次递增,反过来,从7开始递减也可
print 'Totally have %d solutions!' % count
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