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这是一个MATLAB实现的N皇后问题,这是一个经典的组合问题。其目标是在一个N×N的棋盘上放置N个皇后,使得它们之间互不攻击。提供的代码使用了递归回溯的方法来找到N皇后问题的所有解决方案。1 f: K5 ]* Z0 D
让我们逐步解释这段代码:) X9 F$ x3 [+ ^9 l
function [chess, main, deputy, number] = justtry(i, n, chess, main, deputy, number)
% G) c" t# J* v- j: h+ `
( b D7 s; ?- @, m7 _, N: f这定义了一个名为justtry的函数,它接受六个参数:当前行数i,棋盘大小n,当前皇后的排列chess,主对角线和副对角线的状态(main和deputy),以及解的数量number。; p- O' t+ e' w* ^5 W
if i == 9$ {0 m, `7 j: ^
number = number + 1;
9 S9 L6 @' J. h chess8 x8 W k" E* O) A. n, x
else
! E5 P9 L, f8 B1 F4 Y2 q" e. ~3 K for k = i:8
4 P- {" M% K& @; g$ x if main(i - chess(k) + n) == 0 && deputy(i + chess(k) - 1) == 0
. n+ k% q0 W' R9 O
8 l' a2 C3 c5 v- u9 I这检查是否已经到达第9行。如果是这样,它会递增解的数量(number)并显示当前皇后在棋盘上的排列。否则,它进入一个从当前行(i)到8的循环。: G+ t/ T; ~9 t
嵌套的if语句检查当前棋盘位置是否有效(即没有皇后互相威胁)。如果条件满足,它将继续放置皇后。! U, K6 U1 A1 F) A3 I) J
t = chess(k); % 交换位置
& ]; ], N* x# J( y- Q4 l chess(k) = chess(i);4 e! B7 }2 h/ ^6 ?+ P; F( y2 M2 k
chess(i) = t;
: c$ X, C, z9 M1 b3 {) L- r
; N0 h I( H6 r( f! A8 R6 T* ] main(i - chess(k) + n) = 1;* M% C, Q8 c# R6 i3 _& d
deputy(i + chess(k) - 1) = 1;
9 _+ ^1 Q* U# Q; ^3 b% M6 A2 J4 A# z2 f0 j
[chess, main, deputy, number] = justtry(i + 1, n, chess, main, deputy, number); % 递归调用, d- i/ Z' Z S- q4 X# p9 z+ p9 o
* M6 A$ K. N3 t0 G# e# y; h t = chess(k); % 回溯/ _8 W- p( r' v( Q: A; t
chess(k) = chess(i);9 |; y5 L& o, X1 z
chess(i) = t;
- t& _- l0 |9 f C# p/ j- C% g$ z Q$ l8 `5 r/ F" j# N7 F
main(i - chess(k) + n) = 0;$ U+ ` _6 H6 v5 N
deputy(i + chess(k) - 1) = 0;
6 J5 v( n% J" d: k7 Q+ u" _
, X5 R+ g) `. Z$ W这部分是回溯算法的核心。它交换皇后的位置,更新对角线的状态,对下一行进行递归调用,然后通过恢复原始状态进行回溯。& B) l# ~, I, a8 C1 o9 I, B0 z
end
) ^ A2 u3 X+ }0 ^" t: | end
7 U3 Z+ ^: z7 X* }end
1 [5 f0 N7 ^ i' d9 @' Z2 T) J7 w( W. e4 {$ a
这结束了循环和函数。如果i不是9,循环将继续到下一行。- H. N) I: p& W: q
clear all
4 R p- M0 Y% |* Y4 Jclc
3 F, t( I$ t% g1 A6 i& i0 J ~" c( I$ Z- d8 W7 A, s
这些命令清除工作区和命令窗口。
5 a9 ^6 O3 {, e4 I( X& I+ wn = 8;! r4 E* q' u$ t% z+ U9 [/ T
chess = zeros(1, n);1 }: U8 @. k# y' U& a( D E& L# n
for i = 1:n7 A: _, J& X4 G! O- S0 {
chess(i) = i;5 a- Q9 h& n: T3 g9 T
end
; n& [% r& b7 E) h8 W" R
5 _$ W7 s9 I/ P) n& [% S这初始化了一个带有皇后的第一行的棋盘。
8 d8 \9 [' O+ V7 Ymain = zeros(1, 2 * n - 1); % 记录主对角线的使用情况% [. \2 J* l$ X- U- }. e, D
deputy = zeros(1, 2 * n - 1); % 记录副对角线的使用情况
2 |; X+ N3 }. L" O; e, tnumber = 0;
2 G9 G8 u# Z6 _4 O# d3 q[chess, main, deputy, number] = justtry(1, n, chess, main, deputy, number);
% a& [; Z! O+ E6 f6 I, m
2 S# p" n* }" E这初始化了数组以跟踪主对角线和副对角线的情况,并通过调用justtry开始了递归回溯。整个过程将探索在8x8棋盘上所有可能的皇后排列,并打印每个有效排列以及解的总数。( A4 i, l/ R1 I/ \& O
I# a2 y+ R) D0 l7 D8 m" v% t8 p
; o/ ?' _. ?; g4 z |
zan
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