八皇后問題的C課程設(shè)計

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1、 課 程 設(shè) 計 報 告 學(xué)院、系： 專業(yè)名稱： 課程設(shè)計科目 VC++程序課程設(shè)計 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 完成時間： 八皇后問題 一、設(shè)計任務(wù)與目標 1. 用c++語言平臺將一個８＊８的棋盤上放上８個皇后，使得每一個皇后既攻擊不到另外七個皇后，也不被另外七個皇后所攻擊的92種結(jié)構(gòu)予以實現(xiàn)。 2. 通過這次課程設(shè)計,提高自己的編程能力,熟悉c++的編程壞境,為以后的程序開發(fā)打 基礎(chǔ)。 二、方案設(shè)計與論證

2、 在8*8的格的國際象棋上擺放八個皇后，使其不能相互攻擊，即任意兩個皇后都不能處于同一列、同一行、或同一條斜線上面。 我的主要思路以及思想如下： 1. 解決沖突問題： 這個問題包括了行，列，兩條對角線； 列：規(guī)定每一列放一個皇后，不會造成列上的沖突； 行：當(dāng)?shù)贗行被某個皇后占領(lǐng)后，則同一行上的所有空格都不能再放皇后，要把以I為下標的標記置為被占領(lǐng)狀態(tài)； 對角線：對角線有兩個方向。在這我把這兩條對角線稱為：主對角線和從對角線。在同一對角線上的所有點（設(shè)下標為(i,j)），要么(i+j)是常數(shù)，要么(i-j)是常數(shù)。因此，當(dāng)?shù)贗個皇后占領(lǐng)了第J列后，要同時把以(i+j)

3、、(i-j)為下標的標記置為被占領(lǐng)狀態(tài)。 2. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn) ： 數(shù)組a[I]：a [I]表示第I個皇后放置的列；I的范圍：1..8; 對角線數(shù)組：b[j](主對角線),c[j]（從對角線），根據(jù)程序的運行，去決定主從對角線是否放入皇后； 算法描述 A、 數(shù)據(jù)初始化。 B、 從n列開始擺放第n個皇后（因為這樣便可以符合每一豎列一個皇后的要求），先測試當(dāng)前位置（n，m）是否等于0（未被占領(lǐng)）。如果是，擺放第n個皇后，并宣布占領(lǐng)（記得要橫列豎列斜列一起設(shè)置），接著進行遞歸；如果不是，測試下一個位置（n，m+1），但是如果當(dāng)n<=8，m=8時，發(fā)現(xiàn)此時已無法擺放時，便要進行回溯。從

4、問題的某一種可能出發(fā)，搜索從這種情況能出發(fā)，繼續(xù)搜索，這種不斷“回溯”的尋找解的方法，稱為“回溯法”。 C、使用數(shù)組實現(xiàn)回溯法的思想。 D、當(dāng)n>8時，便打印出結(jié)果。 E、輸出函數(shù)我使用printf輸出，運行形式為：第m種方法為：* * * * * * * * 三、程序框圖或流程圖，程序清單與調(diào)用關(guān)系 4、 全部源程序清單 #include #include #include #include #include #define QUEENS 8 i

5、nt iCount = 0; //!記錄解的序號的全局變量。 int Site[QUEENS]; //!記錄皇后在各行上的放置位置的全局數(shù)組。 void Queen(int n); //!遞歸求解的函數(shù)。 void Output();//!輸出一個解。 int IsValid(int n); //!判斷第n個皇后放上去之后，是否有〉沖突。 void main() /*----------------------------Main：主函數(shù)。----------------------------*/ { system("title 遞歸算法八皇后問題 ");

6、 cout<<" "<<"八皇后的解法："<

7、始，等于8時便試出了一個解，將它輸出并回溯。 { Output(); return; } for(i = 1 ; i <= QUEENS ; i++) //!n還沒到8，在第n行的各個行上依次試探。 { Site[n] = i; //!在該行的第i行上放置皇后。 if(IsValid(n)) //!如果放置沒有沖突，就開始下一行的試探。 Queen(n + 1); }} int IsValid(int n) /*------IsValid：判斷第n個皇后放上去

8、之后，是否合法，即是否無沖突。------*/ { int i; for(i = 0 ; i < n ; i++) //!將第n個皇后的位置依次于前面n－1個皇后的位置比較。 { if(Site[i] == Site[n]) //!兩個皇后在同一列上，返回0。 return 0; if(abs(Site[i] - Site[n]) == (n - i)) //!兩個皇后在同一對角線上，返回0。 return 0; } return 1; //!沒有沖突，返回1。 }

9、 void Output()/*------------Output：輸出一個解，即一種沒有沖突的放置方案。------------*/ { int i; printf("No.%-5d" , ++iCount); //!輸出序號。 for(i = 0 ; i < QUEENS ; i++)//!依次輸出各個行上的皇后的位置，即所在的列數(shù)。 printf("%d " , Site[i]); printf("\n"); } 五、程序運行的測試與分析 六、結(jié)論與心得

10、 通過這次的程序設(shè)計，我從中得到了許多的經(jīng)驗以及軟件設(shè)計的一些新的思路；從這個八皇后問題設(shè)計以及分析中，本人從中理解到了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對于計算機軟件設(shè)計的重要性，它的使用，可以改變一個軟件的運行周期，也可以將軟件的思路從繁化簡，并且都能夠通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的相關(guān)引導(dǎo)，將本身以前編程思想進行擴充，發(fā)展；這也是在這次課程設(shè)計中我所掌握得到的。 但由于我的基本知識還不是那么扎實，也缺乏對軟件設(shè)計的經(jīng)驗，在這過程中也出現(xiàn)了一些問題，如，八皇后在變成初期由于沒真正體會到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中“樹”在里面的運用，將程序往大一時c語言的方向發(fā)展，不自覺的采用了非遞歸的算法，結(jié)果大大增加了程序的復(fù)雜程度。并且也讓整個程序

11、的時間復(fù)雜度變得更大；在后來學(xué)生對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的第六章進行了比較深入的研讀，才發(fā)現(xiàn)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)樹的實際運用的空間是相當(dāng)?shù)拇螅⑶?，通過了重溫樹的回溯，以及二叉樹的遍歷，最終將程序進行了一次較大的改造。并且通過思考，再將以前的數(shù)組知識加以運用才最終解決了這個問題，整個程序的算法的可看性也有了相當(dāng)?shù)母倪M。 課程設(shè)計隨著時間的推移，也即將結(jié)束了，但這上學(xué)期數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)還是具有相當(dāng)大的意義，它從一個程度上改變了我們的編程思想，如何將一個程序快速而又準備的進行編寫，進行編譯，都成為了我們思考的重點，也通過這一個學(xué)期的學(xué)習(xí)，我們將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的思想帶入到了我們以后的編程學(xué)習(xí)中去。在這個階段，我也明白了

12、，好的思想，不能提留于字面上的認知，還需要的是平時多練多寫一些相關(guān)的程序，并且通過修改，加入新的算法去嘗試改變自己的一些編程思想。保持更新算法的速度，這才是關(guān)鍵。 課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲了，但它給我的不只是程序設(shè)計上的滿足，更重要的是對自己編程思想的一次更新，以及對算法的一個全新的認識！ 我覺得還可以考慮開發(fā)N皇后問題,在主界面中添加一個 int型的變量,程序一開始要求輸入一個數(shù)(確定是幾皇后問題),輸入后按下 enter 后,輸出各種解.主程序與八皇后的求解大體相同. 七、參考資料 參

13、考文獻 [1] 陳守孔，孟佳娜，算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)c語言版. 機械工業(yè)出版社 [2] 嚴蔚敏，吳偉民，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)．清華大學(xué)出版社 [3] 劉斌，王忠，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計Visual C++ . 清華大學(xué)出版社 課程設(shè)計成績評定表 對課程設(shè)計工作過程的簡短介紹和自我評價 學(xué)生簽名： 2010年 月 日 （以下由評定小組教師填寫） 質(zhì)量評價指標（在相應(yīng)欄目打√） 評 價 項 目 評 價 質(zhì) 量 優(yōu)秀 良好 一般 及格 不及格 工作量和態(tài)度 實驗、計算可靠性 文字和圖表質(zhì)量 總體評價 評定成績（百分制） 評定小組成員簽名 2010年 月 日 制定人： 審定人： 10 / 11文檔可自由編輯打印