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    ACM-N皇后问题及hash查找思想

    Kingfish404发表于 2021-02-18 00:00:00
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    题目描述

    在N*N的方格棋盘放置了N个皇后,使得它们不相互攻击(即任意2个皇后不允许处在同一排,同一列,也不允许处在与棋盘边框成45角的斜线上。

    你的任务是,对于给定的N,求出有多少种合法的放置方法。

    题目地址:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=2553,具体的IO格式可以在这里看。

    典型的DFS题目,比较难得地方就是设计数据结构模拟棋盘,记录不可以走的位置,然后就是要注意通过减枝提高效率。

    这里一般不容易想到的是斜对角如何标记不可以访问。

    如果直接通过二维数组来进行标记,非常的低效,所以用一种数据结构来模拟标记斜线很重要。这里记录的方式如下:

        0 1 2 3
    0 | 1 0 2 0 			// 用一维数组来标记斜线
    1 | 0 1 0 2 			// 可以发现,这里面都为1都一个斜线,任意一个点位置[i,j],i-j为0
    2 | 3 0 1 0 			// 同理,对于3的斜线,坐标[i,j],有i-j为2,同样也适用于2的斜线
    3 | 0 3 0 1 			// 所以,下方代码里吗,我用mark1来标记正斜对角线
    

    对于反斜对角线,也和正斜对角线有相同的性质,不过这里是换成i+j来计算,这样就可以用两个数组来标记整个棋盘的斜对角是否访问,同理,列也可以一样。

    上方数据结构的设计思想应该是属于hash查找的思想,速度非常的快,感觉很多的类似的查找都可以通过建立hash联系的方式来实现O(1)的复杂度。比如统计最长不重复字串时,就可以通过一个26位长度数组标记字母是否访问过。

    最后,AC代码如下,简单来说,就是提前DFS打了个表,然后根据输入输出对应结果。

    #include <cstdio>
    #include <cstring>
    
    using namespace std;
    
    class Solution
    {
        // cols 标记已经访问过的列,mark1表示正斜线,mark2为负斜线
        int cols[40], mark1[40], mark2[40];
    
        void dfs(int i, int n, int &num)
        {
            for (int j = 0; j < n; j++)
            {
                if (mark1[i - j + n] || mark2[i + j] || cols[j])
                {
                    continue;
                }
                if (i == n - 1)
                {
                    num++;
                    continue;
                }
                mark1[i - j + n] = 1, mark2[i + j] = 1, cols[j] = 1;
                dfs(i + 1, n, num);
                mark1[i - j + n] = 0, mark2[i + j] = 0, cols[j] = 0;
            }
        }
    
    public:
        void solve()
        {
            int n, num;
            // 初始化描述数组
            memset(cols, 0, sizeof(cols));
            memset(mark1, 0, sizeof(mark1));
            memset(mark2, 0, sizeof(mark2));
            int res[10];
              // 提前打表算出各个值
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                num = 0;
                dfs(0, i + 1, num);
                res[i] = num;
            }
    
            while (~scanf("%d", &n) && n)
            {
                printf("%d\n", res[n - 1]);
            }
        }
    };
    
    int main()
    {
        Solution s;
        s.solve();
        return 0;
    }
    


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