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PHP实现八皇后算法

更新时间:2023-04-07 10:16:29 阅读: 评论:0

回溯算法实际上一个类似枚举的搜索尝试过程,主要是在搜索尝试过程中寻找问题的解,当发现已不满足求解条件时,就“回溯”返回,尝试别的路径。回溯法是一种选优搜索法,按选优条件向前搜索,以达到目标。但当探索到某一步时,发现原先选择并不优或达不到目标,就退回一步重新选择,这种走不通就退回再走的技术为回溯法,而满足回溯条件的某个状态的点称为“回溯点”。

回溯算法的基本思想是:从一条路往前走,能进则进,不能进则退回来,换一条路再试。

八皇后问题,是一个古老而著名的问题,是回溯算法的典型案例。该问题是国际西洋棋棋手马克斯·贝瑟尔于1848年提出:在8×8格的国际象棋上摆放八个皇后,使其不能互相攻击,即任意两个皇后都不能处于同一行、同一列或同一斜线上,问有多少种摆法。

这边先以4皇后来解释解决步骤:

详细说明

在第一行有四种可能,选择第一个位置放上皇后

第二行原本可以有四种可能摆放,但是第一第二个已经和第一行的皇后冲突了,因此只剩下第三第四个格子了,先选择第三个格子

接下来是第三行,根据规则可以看出,第三行已经没有位置放了,因为都跟第一第二行的皇后冲突,此时返回到第二行第四个

继续来到第三行,发现只有第二个满足条件

然后发现第四行已经不能放了,只能继续返回,返回到第一行,开始下一种可能

按照 1-5 的步骤,可以找到下面的其中一种解法

总而言之,回溯法就是开始一路到底,碰到南墙了就返回走另外一条路,有点像穷举法那样走遍所有的路。

php代码实现:

<?php class backtracking {  protected $chessboard;  // 棋盘 二维数组 表示坐标轴 protected $n;      // n表示几皇后 protected $has_t_x;  // 已经设置的x坐标数组 已经设置的x坐标就不能重复了,用于检查坐标是否可用 protected $has_t_y;  // 已经设置的y坐标数组 已经设置的y坐标就不能重复了,用于检查坐标是否可用 protected $has_t_site; // 已经设置的点  function __construct($n) { // 初始化数据 $this->n = $n; $this->chessboard = array(); for ($i=0; $i < $n; $i++) {   for ($j=0; $j < $n; $j++) {   $this->chessboard[$i][$j] = 0;  } } $this->has_t_x = array(); $this->has_t_y = array(); $this->has_t_site = array(); }  // 获取排列 public function getpermutation($is_get_on = true) { // is_get_on 是否获取一种排列 true:是 fal:获取所有排列 $current_n = 0; // 当前设置第几个皇后 $start_x = 0;  // 当前的x坐标 从x开始放置尝试 $permutation_array = array(); // 全部皇后放置成功的排列数组 while ($current_n < $this->n && $current_n >= 0) {  $site_result = $this->tqueensite($current_n, $start_x); // 设置皇后位置  if($site_result == true && $current_n + 1 >= $this->n) { // 如果最后的皇后位置放置成功则记录信息  $permutation_array[] = array_merge($this->has_t_site, array(array('x' => $site_result['x'], 'y' => $site_result['y'])));  if($is_get_on == fal) { // 如果是获取所有排列,则设置当前放置失败,让程序回溯继续找到其他排列   $site_result = 计算机分几级fal;  }  }  if($site_result == true) {  $this->chessboard[$site_result['x']][$site_result['y']] = 1;  $this->has_t_x[] = $site_result['x'];  $this->has_t_y[] = $site_result['y'];  $this->has_t_site[] = array('x' => $site_result['x'], 'y' => $site_result['y']);  $current_n++; // 皇后阅兵仪式观后感800字位置放置成功,继续设置下一个皇后,重置下一个皇后的x坐标从0开始  $start_x = 0;  }el {  // 当前皇后找不到放置的位置,则需要回溯到上一步  $previous_site = array_pop($this->has_t_site); // 找到上一步皇后的位置  if(!empty($previous_site)) {   $start_x = $previous_site['x'] + 1; // 让上一步的皇后的x坐标+1继续尝试放置   $this->deletearrayvalue($this->has_t_x, $previous_site['x']);   $this->deletearrayvalue($this->has_t_y, $previous_site['y']);   $this->chessboard[$previous_site['x']][$previous_site['y']] = 0;  }  $current_n--; // 回溯到上一步,即让一个皇后x坐标+1继续尝试放置  } } return $permutation_array; }  // 设置皇后位置 public function tqueensite($n, $start_x) { $start_y = $n; if($start_x >= $this->n) return fal; $check_result = $this->checkqueensite($start_x, $start_y); // 检查当前是否可放置 if($check_result == true) {  return array('x' => $start_x, 'y' => $start_y); }el { // 不可放置,则x坐标+1,继续尝试  $start_x++;  return $this->tqueensite($n, $start_x); } }  // 检查皇后位置是否正确 public function checkqueensite($x, $y) { // 判断当前坐标的横、纵、斜线是否存在已经放置的皇后 if(in_array($x, $this->has_t_x)) return fal; if(in_array($y, $this->has_t_y)) return fal; $operate_array = array(  array('operate_x' => '+', 'operate_y' => '+'),  array('operate_x' =>糖醋排骨的做法家常做法步骤; '-', 'operate_y' => '-'),  array('operate_x' => '+', 'operate_y' => '-'),  array('operate_x' => '-', 'ope八年级下册英语课文翻译人教版rate_y' => '+') ); foreach ($operate_array as $key => $value) {  $diagonal_x = $x;  $diagonal_y = $y;  while (true) {  eval("$diagonal_x=$diagonal_x {$value['operate_x']} 1;");  eval("$diagonal_y=$diagonal_y {$value['operate_y']} 1;");  if($diagonal_x >= $this->n || $diagonal_y >= $this->n || $diagonal_x < 0 || $diagonal_y < 0) break;  if($this->chessboard[$diagonal_x][$diagonal_y] == 1) return fal;  } } return true; }  // 删除数组元素 public function deletearrayvalue(&$array, $value) { $delete_key = array_arch($value, $array); array_splice($array, $delete_key, 1); } } $n = 8; // 8表示获取8皇后的排列组合$backtracking = new backtracking($n);$permutations = $backtra护理本科cking->getpermutation(fal);var_dump($permutations); // 输出92种排列

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持www.887551.com。

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