本文實例講述了Python解決八皇后問題的方法。分享給大家供大家參考,具體如下:
八皇后問題是一個以國際象棋為背景的問題:如何能夠在 8×8 的國際象棋棋盤上放置八個皇后,使得任何一個皇后都無法直接吃掉其他的皇后?為了達到此目的,任兩個皇后都不能處于同一條橫行、縱行或斜線上。八皇后問題可以推廣為更一般的n皇后擺放問題:這時棋盤的大小變為n1×n1,而皇后個數也變成n2。而且僅當 n2 = 1 或 n1 ≥ 3 時問題有解。
這是一個典型的回溯算法,我們可以將問題進行分解:
首先,我們要想到某種方法來解決沖突檢測問題,即不能令棋子處于能相互吃掉的位置——相鄰、左右對角線。
其次,運用回溯的方法,求得問題的解。此處具體為函數的遞歸調用,當調用到棋盤的最后一行,便跳出,求得解。
最后,將我們的解打印出來。難點在于對遞歸調用函數的理解。
這僅僅是思路,是我們必須要解決的問題,但并不代表程序的運行流程。
具體代碼如下:
#-*- coding:utf-8 -*-import random#沖突檢查,在定義state時,采用state來標志每個皇后的位置,其中索引用來表示橫坐標,基對應的值表示縱坐標,例如: state[0]=3,表示該皇后位于第1行的第4列上def conflict(state, nextX): nextY = len(state)# print(nextY), for i in range(nextY): #如果下一個皇后的位置與當前的皇后位置相鄰(包括上下,左右)或在同一對角線上,則說明有沖突,需要重新擺放 if abs(state[i]-nextX) in (0, nextY-i):#縱坐標減去下一個皇后的橫坐標的絕對值 處于 0到下一皇后縱坐標減i則沖突 return True return False#采用生成器的方式來產生每一個皇后的位置,并用遞歸來實現下一個皇后的位置。def queens(num, state=()): #num = 8# print("%d "%len(state)), for pos in range(num): if not conflict(state, pos): #如果沒有沖突 #產生當前皇后的位置信息 if len(state) == num-1: yield (pos, ) #生成元組 #否則,把當前皇后的位置信息,添加到狀態列表里,并傳遞給下一皇后。 else: for result in queens(num, state+(pos,)): yield (pos, ) + result #result這個變量代表的是quees返回的元組#若是最后一行 對于 pos in range(num)調用conflict(state, num) ,#如果沒有沖突,生成元組#若不是最后一行 對于pos in range(num)調用conflict(state, pos),#如果沒有沖突,state更新,遞歸調用queens(num, state) state將更新#為了直觀表現棋盤,用X表示每個皇后的位置def prettyprint(solution): def line(pos, length=len(solution)): return '. ' * (pos) + 'X ' + '. '*(length-pos-1) for pos in solution: print line(pos)if __name__ == "__main__":#來判斷是否是在直接運行該.py文件 prettyprint(random.choice(list(queens(8))))
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