n-皇后问题是在n行n列的棋盘上放置n个皇后,使得皇后彼此之间不受攻击,其规则是

最全题库2022-08-02  48

问题 n-皇后问题是在n行n列的棋盘上放置n个皇后,使得皇后彼此之间不受攻击,其规则是任意两个皇后不在同一行、同一列和相同的对角线上。拟采用以下思路解决n-皇后问题:第i个皇后放在第i行。从第一个皇后开始,对每个皇后,从其对应行(第i个皇后对应第i行)的第一列开始尝试放置,若可以放置,确定该位置,考虑下一个皇后;若与之前的皇后冲突,则考虑下一列;若超出最后一列,则重新确定上一个皇后的位置。重复该过程,直到找到所有的放置方案。【C代码】下面是算法的C语言实现。(1)常量和变量说明pos:一维数组,pos表示第i个皇后放置在第i行的具体位置count:统计放置方案数i,j,k:变量N:皇后数(2)C程序#include<stdio.h>#include<math.h>#define N4/*判断第k个皇后目前放置位置是否与前面的皇后冲突*/int isplace(int pos[],int k){int i;for(i=1;i<k;i++){if((1)||fabs(i-k)══fabs(pos-pos[k])){return 0;}}return 1;}int main(  ){int i,j,count=1;int pos[N+1];//初始化位置for(i=1;i<=N;i++){pos=0;}(2);while(j>=1){pos[j]=pos[j]+1;/*尝试摆放第i个皇后*/while(pos[j]<=N&&(3)_){pos[j]=pos[j]+1;}/*得到一个摆放方案*/if(pos[j]<=N&&j══N){printf("方案%d:",count++);for(i=1;i<=N;i++){printf("%d",pos);}printf("\n");}/*考虑下一个皇后*/if(pos[j]<=N&&(4)){j=j+1;}else{//返回考虑上一个皇后pos[j]=0;(5);}}return 1;}【问题1】(10分)根据以上说明和C代码,填充C代码中的空(1)~(5)。【问题2】(2分)根据以上说明和C代码,算法采用了(6)设计策略。【问题3】(3分)上述C代码的输出为:(7)。

选项

答案

解析 【问题1】(1)pos==pos[k](2)j=1(3)isplace(pos,j)==0(4)j<N(5)j=j-1【问题2】(6)回溯法【问题3】(7)方案1:2 4 1 3方案2:3 1 4 2本题考查算法设计和C程序设计语言的相关知识。此类题目要求考生认真阅读题目,理解算法思想,并思考将算法思想转化为具体的程序设计语言的代码。【问题1】根据题干描述。空(1)所在的代码行判断皇后合法放置的约束条件,即不在同一行,这通过把第i个皇后放在第i行实现,条件"fabs(i-k)=fabs(pos-pos[k])"判断的是当前摆放的皇后是否与之前摆放的皇后在同一对角线上。因此,空(1)判断的是当前摆放的皇后是否和之前摆放的皇后在同一列上,即应填入"pos==pos[k]"。根据算法思想和主函数上下文,空(2)处应该考虑第1个皇后,即初始化j为1,空(2)填写"j=1"。空(3)所在的行是判断放置第j个皇后的位置是否合适,"pos[j]<=N"表示在该行的合法列上,但还需要进一步判断是否与前面的皇后有冲突,根据满足条件后的语句,尝试放入下一列,因此空(3)处填入"!isplace(pos,j)。根据前面的注释,空(4)所在的行是考虑下一个皇后,其条件是,当前皇后找到了合适的位置,而且还存在下一个皇后,因此空(4)处应填入"j<N"。根据下面的注释,若当前皇后没有找到合适的位置,则应回溯,即再次考虑上一个皇后的位置,因此空(5)处填入"j=j-1"。【问题2】从上述题干的叙述和C代码很容易看出,从第一个皇后开始,对每个皇后总是从第一个位置开始尝试,找到可以放置的合法位置;若某个皇后在对应的行上没有合法位置,则回溯到上一个皇后,尝试将上一个皇后放置另外的位置。这是典型的深度优先的系统搜索方式,即回溯法的思想。【问题3】四皇后问题的答案为:方案1:2 4 1 3方案2:3 1 4 2如表4-1所示:表4-1方案1方案2
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