13 N皇后(leecode 51)

1 问题

n 皇后问题研究的是如何将 n 个皇后放置在 n×n 的棋盘上,并且使皇后彼此之间不能相互攻击。
在这里插入图片描述上图为 8 皇后问题的一种解法。
给定一个整数 n,返回所有不同的 n 皇后问题的解决方案。

每一种解法包含一个明确的 n 皇后问题的棋子放置方案,该方案中 ‘Q’ 和 ‘.’ 分别代表了皇后和空位。

示例: 输入: 4
输出: [
[".Q…", // 解法 1
“…Q”,
“Q…”,
“…Q.”],

["…Q.", // 解法 2
“Q…”,
“…Q”,
“.Q…”]
]
解释: 4 皇后问题存在两个不同的解法。

提示:
皇后,是国际象棋中的棋子,意味着国王的妻子。皇后只做一件事,那就是“吃子”。当她遇见可以吃的棋子时,就迅速冲上去吃掉棋子。当然,她横、竖、斜都可走一到七步,可进可退。(引用自 百度百科 - 皇后 )

2 解法

搜索皇后的位置,可以抽象为一棵树。
在这里插入图片描述根据图中,递归深度就是row控制棋盘的行,每一层里for循环的col控制棋盘的列,一行一列,确定了放置皇后的位置。当递归到棋盘最底层(也就是叶子节点)的时候,就可以收集结果并返回了。
验证棋牌是否合法
按照如下标准去重:

不能同行
不能同列
不能同斜线 (45度和135度角)
class Solution {
    
    
public:
    vector<vector<string>> res;
    //n为棋盘大小,row表示当前递归到棋盘的第几行
    void backtracking(int n, int row, vector<string>& chessboard)
    {
    
    
        //遍历到最后一行,即为叶子节点,终止递归
        if(row == n)
        {
    
    
            res.push_back(chessboard);
            return;
        }
        //遍历棋盘的列,col在[0, n-1]
        for(int col = 0; col < n; col++)
        {
    
    
            //判断当前位置的皇后是否符合要求
            if(isValid(row, col, n, chessboard))
            {
    
    
                chessboard[row][col] = 'Q';    //符合,则放入皇后
                //递归棋盘的行
                backtracking(n, row + 1, chessboard); //row+1,即行不会重复
                //回溯,去掉皇后
                chessboard[row][col] = '.';
            }
        }
    }
    bool isValid(int row, int col, int n, vector<string>& chessboard)
    {
    
    
        //检查列是否有皇后
        // for(int i = row - 1; i >= 0; i--)
        for (int i = 0; i < row; i++)
        {
    
    
            if(chessboard[i][col] == 'Q')
                return false;
        }
        //检查45度角是否有皇后
        for(int i = row - 1, j = col + 1; i >= 0 && j < n; i--, j++)
        {
    
    
            if(chessboard[i][j] == 'Q')
                return false;
        }
        //检查135读角是否有皇后
        for(int i = row - 1, j = col - 1; i >= 0 && j >= 0; i--, j--)
        {
    
    
            if(chessboard[i][j] == 'Q')
                return false;
        }
        return true;
    }
    vector<vector<string>> solveNQueens(int n) {
    
    
        vector<string> chessboard(n, string(n, '.'));
        backtracking(n, 0, chessboard);
        return res;
    }
};

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