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从 N 皇后问题学算法思维,刷题不过是个小菜一碟
前端
2023-09-24 07:36:05
前言
作为一名程序员,刷题是必不可少的修炼方式。然而,面对纷繁复杂的题目,许多人往往望而生畏。本文将以经典的 N 皇后问题为例,带你领略算法思维的精髓,让你明白刷题其实不过是个小菜一碟。
什么是 N 皇后问题?
N 皇后问题源于国际象棋中的皇后棋子。它研究的是如何将 n 个皇后放置在 n×n 的棋盘上,使得这些皇后彼此之间不能相互攻击。换句话说,任何两个皇后都不能位于同一行、同一列或同一对角线上。
算法思维
解决 N 皇后问题需要借助算法思维,算法思维的核心在于分解问题、寻找规律和优化策略。
1. 分解问题
首先,我们将问题分解为一个个小问题:如何在一个 n×n 的棋盘上放置一个皇后,而不与其他皇后冲突?
2. 寻找规律
通过分析,我们可以发现放置皇后的规律:每个皇后只能放置在一行、一列和一对角线上,因此我们可以逐行放置皇后。
3. 优化策略
为了提高效率,我们可以采用回溯法。回溯法是一种深度优先搜索算法,当发现当前路径不可行时,就回溯到最近的可行状态重新尝试。
代码实现
def solve_n_queens(n):
"""
返回所有满足要求的皇后摆放方案
"""
def is_safe(board, row, col):
"""
判断皇后放置在 (row, col) 是否安全
"""
for i in range(row):
if board[i] == col or abs(board[i] - col) == row - i:
return False
return True
def backtrack(board, row):
"""
回溯函数,放置第 row 行的皇后
"""
if row == n:
result.append(board[:])
return
for col in range(n):
if is_safe(board, row, col):
board[row] = col
backtrack(board, row + 1)
result = []
backtrack([0] * n, 0)
return result
结语
通过 N 皇后问题,我们不仅掌握了解决问题的算法思维,更体会到编程的乐趣。刷题并非难事,只要掌握了正确的思维方式,并不断练习,就能轻松征服一道道难题,成为一名出色的程序员。