一天一大 lee(N 皇后)难度:困难-Day20200903

tech2024-01-02  69

题目:

n 皇后问题研究的是如何将 n 个皇后放置在 n×n 的棋盘上,并且使皇后彼此之间不能相互攻击。

上图为 8 皇后问题的一种解法。

给定一个整数 n,返回所有不同的 n 皇后问题的解决方案。

每一种解法包含一个明确的 n 皇后问题的棋子放置方案,该方案中 ‘Q’ 和 ‘.’ 分别代表了皇后和空位。

示例:

输入:4 输出:[ [".Q..", // 解法 1 "...Q", "Q...", "..Q."], ["..Q.", // 解法 2 "Q...", "...Q", ".Q.."] ] 解释: 4 皇后问题存在两个不同的解法。

提示:

皇后彼此不能相互攻击,也就是说:任何两个皇后都不能处于同一条横行、纵行或斜线上。

抛砖引玉

翻一下题目的意思:

出入 N,要在长宽为 N 的矩阵中放入 N 个 Q,且每个 Q 不能处在同行同列也不能处在对角线上

思路

第一下看示例的输出其实有点不符合直觉,第一反应应该是从第一位开始放 Q:

Q.....Q.........

[0,2] -> [ [0,0],[1,2] ]

这个时候就知道为什么输出不是从开始就放 Q,因为如果在某些位置放置了 Q,后续可能不能放下 n 个 Q

那么此时就有两种方式开启行的枚举:

回溯到开始从新枚举就当前位回溯开始新的枚举

如果采用第 1 种方式回溯,可能在当前起始填充位下存在正确的解法,直接切换了起始位就会造成解法丢失,则采用的第 2 种方法回溯

回溯第二个 Q,给其重新放置位置

Q......Q.Q......

[0,3,1] -> [ [0,0],[1,3],[2,1] ]

还是放置不下 4 个 Q,说明枚举了第二个 Q 的位置还是不能满足条件,次数枚举了 Q 起始位置为[0,0]的组合,确定起始位置为[0,0]不存在正解

继续向后枚举起始位置

.Q.....QQ.....Q.

[1,3,0,2] -> [ [0,1],[1,3],[2,0],[3,2] ]

得到一种解法,记录下拉继续枚举…

/** * @param {number} n * @return {string[][]} */ var solveNQueens = function(n) { let _result = [], tmp = [] dfs(tmp) function dfs(tmp) { if (tmp.length === n) { let item = [] for (let i = 0; i < n; i++) { const s = Array(n).fill('.') s.splice(tmp[i], 1, 'Q') item.push(s.join('')) } _result.push(item) return } for (let i = 0; i < n; i++) { if (isValid(tmp, i)) { // 遇到满足“不能相互攻击”的点就先占着后继续安放下一个Q tmp.push(i) dfs(tmp) // 回溯已经安放的Q tmp.pop() } } } // 判断新的位置是否满足“不能相互攻击” function isValid(tmp, Ny) { // 传入校验的坐标:[Nx,Ny] let Nx = tmp.length for (let x = 0; x < Nx; x++) { let y = tmp[x] // 不同列,因为所有做行一定不同行,不在斜对角上[注:斜对角判断] if (y === Ny || Nx - y === x - Ny || Nx + y === x + Ny) { return false } } return true } return _result }

注:斜对角判断

a*b*A*c*d

元素 A ->[1,1]的斜对角有:

a->[0,0] Nx+y === x+Ny -> 1+0 == 0+1b->[2,0] Nx-y === x-Ny -> 2-1 == 1-0c->[0,2] Nx-y === x-Ny -> 1-0 == 2-1d->[2,2] Nx+y === x+Ny -> 1+2 == 2+1

坐标[Nx,Ny]的斜对角坐标[x,y]都满足 Nx-y=== x-Ny 或者 Nx+y===x+Ny

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