Python解決八皇后問題


    最近看Python看得都不用tab鍵了,哈哈。今天看了一個經典問題--八皇后問題,說實話,以前學C、C++的時候有這個問題,但是當時不愛學,沒搞會,后來算法課上又碰到,只是學會了思想,應該是學回溯法的時候碰到的。八皇后問題是說要在一個棋盤上放置8個皇后,但是不能發生戰爭,皇后們都小心眼,都愛爭風吃醋,如果有人和自己在一條線上(水平、垂直、對角線)就會引發撕13大戰,所以我們就是要妥當的安排8位娘娘,以保后宮太平。

    言歸正傳,首先,我們得想好解決方案怎么表示,這種事首先想到列表,當然規模小的話用元組最好啦,列表都比較熟悉,這次試試元組。每個元組元素指定相應行皇后位置,如state[0]  = 3表示第一行皇后在第4列。然后還要知道什么情況不行,就是說找到矛盾,我們定義一個函數:

def conflict(state,nextx):
    '定義沖突函數,state為元組,nextx為下一個皇后的水平位置,nexty為下一個皇后的垂直位置'
    nexty = len(state)
    for i in range(nexty):
        if abs(state[i]-nextx) in (0,nexty-i):#若下一個皇后和前面的皇后列相同或者在一條對角線上,則沖突
            return True
    return False

    最后,我們要解決娘娘們的位置了,先找到一個不沖突的位置,如果這位娘娘是最后一位,那么我們就把娘娘們安排好了,返回該位置到解決方案;如果不是最后一位,也把該位置信息返回到狀態元組(最后的解決方案是含全部位置信息的狀態元組)並傳給后面的皇后,看代碼:

def queens(num=8,state=()):
    '八皇后問題,這里num表示規模'
    for pos in range(num):
        if not conflict(state,pos):#位置不沖突
            if len(state) == num - 1:#若是最后一個皇后,則返回該位置
                yield (pos,)
            else:#若不是最后一個皇后,則將該位置返回到state元組並傳給后面的皇后
                for result in queens(num,state + (pos,)):
                    yield (pos,) + result

    哦,最后的最后,我們還得看看解決方案什么樣,定義一個打印函數:

def prettyp(solution):
    '打印函數'
    def line(pos,length = len(solution)):
        '打印一行,皇后位置用X填充,其余用0填充'
        return 'O'*(pos)+'X'+'O'*(length-pos-1)
    for pos in solution:
        print(line(pos))

    讓我們看看效果:

import random
#隨機打印一種
prettyp(random.choice(list(queens(8))))

D:\Python34\python.exe D:/Python34/hanshu.py
OOOOOOOX
OOXOOOOO
XOOOOOOO
OOOOOXOO
OXOOOOOO
OOOOXOOO
OOOOOOXO
OOOXOOOO
Process finished with exit code 0

    完美達到預期,pass,哈哈。


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