问题:The n-queens puzzle is the problem of placing n queens on an n×n chessboard such that no two queens attack each other.
Given an integer n, return all distinct solutions to the n-queens puzzle.
Each solution contains a distinct board configuration of the n-queens’ placement, where ‘Q’ and ‘.’ both indicate a queen and an empty space respectively.
For example,
There exist two distinct solutions to the 4-queens puzzle:
[
[“.Q..”, // Solution 1
“…Q”,
“Q…”,
“..Q.”],
[“..Q.”, // Solution 2
“Q…”,
“…Q”,
“.Q..”]
]
思路:
使用回溯法,即从第一行开始按照规则放置,放置好后放置第二行、第三行。。。。若某一行没有一个位置满足要求,则返回到上一行,将位置后移。如此反复,当最后一行都有位置可以放置时则找出一个解,程序继续运行,寻找剩余的解;当第一行的位置已经超出范围,则说明没有更多的解了。
约束条件:
程序结束条件:第一行的位置超过n
回溯的条件:该行数据超过n
回溯需要注意的是:将该行位置置0
代码实现(JAVA):
import java.util.*;
public class Solution {
public List<String[]> solveNQueens(int n) {
List<String[]> solutionList = new ArrayList<String[]>();//存放结果
if(n==1){ //如果只有一行,则单独处理
String[] Solution = new String[n];
Solution[0] = "Q";
solutionList.add(Solution);
return solutionList;
}
if(n < 4){ //当n等于2或者3时可知不存在解
return solutionList;
}
int[] pos = new int[n]; //用来存放每一行皇后所在的位置
int i = 0;
while(pos[0]<n){ //当一行的位置没有超过范围时都可以继续回溯,求更多的解
while(i<n && pos[0]<n){ //设置每行皇后所在位置
while(isConflict(i,pos)&&pos[i]<n){ //isConflict()判断位置是否冲突
pos[i]++;//若位置冲突,则位置后移(即加1)
}
if(pos[i]>=n && i>0){ //如果某一行数据超出范围,则返回上一行
pos[i]=0; //需要注意的是将此行位置置0
i--;
pos[i]++; //回溯后上一行位置需要加1
}else{
i++;
}
}
i--; //注意从上一个循环结束后i值为n,所以此处需要减1
if(i == n-1 && pos[i] < n){ //找到一个解决方案后,需要存入List
String[] Solution = new String[n];
for(int k=0; k<n; k++){
StringBuilder newSolution = new StringBuilder();
for(int j=0; j< pos[k];j++){
newSolution.append(".");
}
newSolution.append("Q");
for(int j=pos[k]+1;j<n;j++){
newSolution.append(".");
}
Solution[k] = newSolution.toString();
}
solutionList.add(Solution);
//找到一个解决方案后需要继续回溯,继续寻找更多的方案
if(pos[i]<n){
pos[i]++;
}
}
}
return solutionList;
}
public static boolean isConflict(int k, int[] pos){ //判断位置是否符合要求
for(int i = 0; i<k ;i++){
if(pos[k] == pos[i] || Math.abs(pos[k] - pos[i]) == Math.abs(k - i)){
return true;
}
}
return false;
}
}