dfs/n-queens-ii
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2023-12-01
N-Queens II
描述
Follow up for N-Queens problem.
Now, instead outputting board configurations, return the total number of distinct solutions.
分析
只需要输出解的个数,不需要输出所有解,代码要比上一题简化很多。设一个全局计数器,每找到一个解就增 1。
代码 1
// N-Queens II
// 深搜+剪枝
// 时间复杂度O(n!*n),空间复杂度O(n)
public class Solution {
public int totalNQueens(int n) {
this.count = 0;
int[] C = new int[n]; // C[i]表示第i行皇后所在的列编号
dfs(C, 0);
return this.count;
}
void dfs(int[] C, int row) {
final int n = C.length;
if (row == n) { // 终止条件,也是收敛条件,意味着找到了一个可行解
++this.count;
return;
}
for (int j = 0; j < n; ++j) { // 扩展状态,一列一列的试
final boolean ok = isValid(C, row, j);
if (!ok) continue; // 剪枝:如果合法,继续递归
// 执行扩展动作
C[row] = j;
dfs(C, row + 1);
// 撤销动作
// C[row] = -1;
}
}
/**
* 能否在 (row, col) 位置放一个皇后.
*
* @param C 棋局
* @param row 当前正在处理的行,前面的行都已经放了皇后了
* @param col 当前列
* @return 能否放一个皇后
*/
private static boolean isValid(int[] C, int row, int col) {
for (int i = 0; i < row; ++i) {
// 在同一列
if (C[i] == col) return false;
// 在同一对角线上
if (Math.abs(i - row) == Math.abs(C[i] - col)) return false;
}
return true;
}
private int count; // 解的个数
}
// N-Queens II
// 深搜+剪枝
// 时间复杂度O(n!*n),空间复杂度O(n)
class Solution {
public:
int totalNQueens(int n) {
this->count = 0;
vector<int> C(n, 0); // C[i]表示第i行皇后所在的列编号
dfs(C, 0);
return this->count;
}
private:
int count; // 解的个数
void dfs(vector<int> &C, int row) {
const int N = C.size();
if (row == N) { // 终止条件,也是收敛条件,意味着找到了一个可行解
++this->count;
return;
}
for (int j = 0; j < N; ++j) { // 扩展状态,一列一列的试
const bool ok = isValid(C, row, j);
if (!ok) continue; // 剪枝:如果合法,继续递归
// 执行扩展动作
C[row] = j;
dfs(C, row + 1);
// 撤销动作
// C[row] = -1;
}
}
/**
* 能否在 (row, col) 位置放一个皇后.
*
* @param C 棋局
* @param row 当前正在处理的行,前面的行都已经放了皇后了
* @param col 当前列
* @return 能否放一个皇后
*/
bool isValid(const vector<int> &C, int row, int col) {
for (int i = 0; i < row; ++i) {
// 在同一列
if (C[i] == col) return false;
// 在同一对角线上
if (abs(i - row) == abs(C[i] - col)) return false;
}
return true;
}
};
代码 2
// N-Queens II
// 深搜+剪枝
// 时间复杂度 O(n!),空间复杂度 O(n)
public class Solution {
public int totalNQueens(int n) {
this.count = 0;
this.columns = new boolean[n];
this.main_diag = new boolean[2 * n - 1];
this.anti_diag = new boolean[2 * n - 1];
int[] C = new int[n]; // C[i]表示第i行皇后所在的列编号
dfs(C, 0);
return this.count;
}
void dfs(int[] C, int row) {
final int N = C.length;
if (row == N) { // 终止条件,也是收敛条件,意味着找到了一个可行解
++this.count;
return;
}
for (int j = 0; j < N; ++j) { // 扩展状态,一列一列的试
final boolean ok = !columns[j] &&
!main_diag[row - j + N - 1] &&
!anti_diag[row + j];
if (!ok) continue; // 剪枝:如果合法,继续递归
// 执行扩展动作
C[row] = j;
columns[j] = main_diag[row - j + N - 1] =
anti_diag[row + j] = true;
dfs(C, row + 1);
// 撤销动作
// C[row] = -1;
columns[j] = main_diag[row - j + N - 1] =
anti_diag[row + j] = false;
}
}
private int count; // 解的个数
// 这三个变量用于剪枝
private boolean[] columns; // 表示已经放置的皇后占据了哪些列
private boolean[] main_diag; // 占据了哪些主对角线
private boolean[] anti_diag; // 占据了哪些副对角线
public static void main(String[] args) {
Solution s = new Solution();
s.totalNQueens(1);
}
}
// N-Queens II
// 深搜+剪枝
// 时间复杂度O(n!),空间复杂度O(n)
class Solution {
public:
int totalNQueens(int n) {
this->count = 0;
this->columns = vector<bool>(n, false);
this->main_diag = vector<bool>(2 * n - 1, false);
this->anti_diag = vector<bool>(2 * n - 1, false);
vector<int> C(n, 0); // C[i]表示第i行皇后所在的列编号
dfs(C, 0);
return this->count;
}
private:
int count; // 解的个数
// 这三个变量用于剪枝
vector<bool> columns; // 表示已经放置的皇后占据了哪些列
vector<bool> main_diag; // 占据了哪些主对角线
vector<bool> anti_diag; // 占据了哪些副对角线
void dfs(vector<int> &C, int row) {
const int N = C.size();
if (row == N) { // 终止条件,也是收敛条件,意味着找到了一个可行解
++this->count;
return;
}
for (int j = 0; j < N; ++j) { // 扩展状态,一列一列的试
const bool ok = !columns[j] &&
!main_diag[row - j + N - 1] &&
!anti_diag[row + j];
if (!ok) continue; // 剪枝:如果合法,继续递归
// 执行扩展动作
C[row] = j;
columns[j] = main_diag[row - j + N - 1] =
anti_diag[row + j] = true;
dfs(C, row + 1);
// 撤销动作
// C[row] = -1;
columns[j] = main_diag[row - j + N - 1] =
anti_diag[row + j] = false;
}
}
};
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