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LeetCode 51 题解:探索 N 皇后难题的回溯哈希表法

前端

在广阔的 LeetCode 题海中,51 题 N 皇后问题可谓经典。这是一个组合问题,要求在 N×N 的棋盘上摆放 N 个皇后,使得任何两个皇后都不在同一行、同一列或同一斜线上。本篇题解将带您踏上 N 皇后难题的求解之旅,以回溯与哈希表为利器,步步探索,层层深入,揭开其背后隐藏的奥秘。

回溯算法的强大助力

首先,我们选择回溯算法作为 N 皇后问题的解题策略。回溯算法以其穷举搜索的本领闻名,适用于解决存在多重选择的问题。在 N 皇后问题中,我们可以将其分解为一系列子问题:如何在每行放置皇后,使得不与已放置的皇后发生冲突。

回溯算法以递归的方式逐行探索解决方案,在每一行上枚举所有可行的皇后放置位置。当遇到冲突时,回溯算法会回溯到上一步,尝试其他可行的放置位置。这种穷举搜索的方式能够保证找到所有可能的解决方案,即满足题意要求的 N 皇后摆放方案。

哈希表的妙用

为了避免重复的计算和探索,我们引入哈希表这一数据结构。哈希表以键值对的形式存储数据,可以根据键值快速查询和更新数据。在 N 皇后问题中,我们可以利用哈希表来记录皇后在棋盘上的位置,并快速判断是否会与其他皇后发生冲突。

具体来说,我们定义一个哈希表,将行号作为键,列号作为值。当我们在第 n 行放置皇后时,先检查哈希表中是否已经存在 n 行的键。如果存在,则说明该行已经有皇后,无法放置新的皇后。如果不存在,则将 n 行和列号作为键值对添加到哈希表中,表明该行已经放置了皇后。

JavaScript 实现的优雅之美

本题解采用 JavaScript 作为编程语言,以其简洁、灵活的特点,将回溯算法和哈希表完美地结合在一起,为 N 皇后问题提供了一个清晰而高效的解决方案。

在 JavaScript 代码中,我们定义了一个 solveNQueens 函数,该函数接受一个参数 n,表示棋盘的规模。函数内部使用回溯算法逐行放置皇后,并在每次放置皇后之前利用哈希表检查是否存在冲突。当成功找到一组满足条件的皇后摆放方案时,将该方案添加到 result 数组中。

清晰的注释,循序渐进

为了让您更好地理解代码逻辑和算法思想,我们添加了详细的注释。这些注释将算法的每个步骤和关键代码部分清晰地解释清楚,让您能够循序渐进地掌握问题的解法。

示例代码,一览无余

在代码中,我们提供了示例代码,以便您能够快速地运行代码并查看结果。示例代码展示了如何调用 solveNQueens 函数,并将结果输出到控制台。

结语

LeetCode 51 题 N 皇后问题是一个经典的组合问题,其解题过程充满了探索与智慧。本题解以回溯算法和哈希表为核心,带领您一步步深入问题的本质,找到所有可能的解法。同时,我们提供了详细的注释和示例代码,让您能够轻松理解和运行代码。希望本题解能够帮助您更好地理解 N 皇后问题,并为您的编程之旅增添新的收获。