理解回溯后感觉八皇后不过如此


听师兄说,去年面试华为,上来就让手撕八皇后,结果师兄二话不说搞定,直接30W+,慕了!

八皇后问题就是在一个8x8的棋盘上面放置8个棋子,每个棋子的上、下、左、右、左上、左下、右上、右下8个方向不能有其他的皇后。

之前看着一道题的时候,感觉十分麻烦,总感觉细节太多了,然后只知道大的层面用一个dfs(by the way,个人理解,回溯是算法思想,DFS更多是实现工具,最根本的实现方法是递归)

基本思路:
  可以认为的控制一行一行的进行皇后放置,首先在第一行进行放置,然后在第二行进行放置…,最后每一行都放置完了,这一种方案就进行到底了;

问题1:如何将方案存储下来呢?
答:可以采用一个数组,存储下每一行皇后放置的列数,最终将相应位置的‘.’置换为‘Q’

for(int i=0;i<n;++i){
   
	string rowString(n,'.');
	rowString[columnValue[i]]='Q';
	solutionString.push_back(rowString);
}

问题2:如何判断一个位置是否可以放置皇后?
答:可以采用坐标的判断方法,具体来说就是采用几个循环,亦可以为了减少时间复杂度,用哈希表存储搜索;

哈希表1存储列数;
哈希表2存储行列差(为了判断左上右下方向,行列同时递增,y=x+k,所以差是一个定值)
哈希表3存储行列和(为了判断左下右上方向,行列一个增一个减,y+x=k,所以和是一个定值)

完整代码:

class Solution {
   
private:
    vector<int> columnValue;
    unordered_set<int> Column;
    unordered_set<int> leftUp;
    unordered_set<int> rightDown;
    void GenerateBoard(vector<vector<string>>& Ans,int n){
   
        vector<string> solutionString;
        for(int i=0;i<n;++i){
   
            string rowString(n,'.');
            rowString[columnValue[i]]='Q';
            solutionString.push_back(rowString);
        }
        Ans.push_back(solutionString);
    }
    void GenerateNqueen(vector<vector<string>>& Ans,int n,int row){
   
        //最后一行放置成功后就返回
        if(n==row){
   
            //Ans push
            GenerateBoard(Ans,n);
        }
        for(int j=0;j<n;++j){
   //对于每一行来说,每一个位置都有可能放置皇后
            //确保列的方向上不冲突
            if(Column.count(j)) continue;
            //确保左上方向不冲突(差相等)同时增
            int Value1=row-j;
            if(leftUp.count(Value1)) continue;
            //确保右上方向不冲突(和相等)一增一减
            int Value2=row+j;
            if(rightDown.count(Value2)) continue;
            //放置皇后以及后续操作
            Column.insert(j);
            leftUp.insert(Value1);
            rightDown.insert(Value2);
            columnValue.push_back(j);
            GenerateNqueen(Ans,n,row+1);
            //回溯
            Column.erase(j);
            leftUp.erase(Value1);
            rightDown.erase(Value2);
            columnValue.pop_back();
        }
    }
public:
    vector<vector<string>> solveNQueens(int n) {
   
        //从上到下依次确定每一行的皇后位置,然后回溯(将刚刚做的变化还原)
        //如何判断该位置是否可以放置皇后,可以采用三个哈希集合来判断(常数时间复杂度)
        vector<vector<string>> Ans;
        GenerateNqueen(Ans,n,0);
        return Ans;
    }
};

细节总结:

  1. 一定要将三个方向判断完再将数据insert到哈希集合里面去,最开始我写的是判断完,如果没有continue就将新的元素放到哈希表里面去,结果row一直没有到达n,!!!
for(int j=0;j<n;++j){
   //对于每一行来说,每一个位置都有可能放置皇后
            //确保列的方向上不冲突
            if(Column.count(j)) continue;
            Column.insert(j);
            //确保左上方向不冲突(差相等)同时增
            int Value1=row-j;
            if(leftUp.count(Value1)) continue;
            leftUp.insert(Value1);
            //确保右上方向不冲突(和相等)一增一减
            int Value2=row+j;
            if(rightDown.count(Value2)) continue;
            rightDown.insert(Value2);
            //放置皇后以及后续操作 
            columnValue.push_back(j);
            GenerateNqueen(Ans,n,row+1);
            //回溯
            Column.erase(j);
            leftUp.erase(Value1);
            rightDown.erase(Value2);
            columnValue.pop_back();
        }
  1. string的初始化为n个一样的字符
string tmp(n,'.');

End

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04-17 18:32
门头沟学院 Java
野猪不是猪🐗:他跟你一个学校,你要是进来之后待遇比他好,他受得了?
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