PHP實(shí)現(xiàn)八皇后算法
回溯算法實(shí)際上一個(gè)類似枚舉的搜索嘗試過(guò)程,主要是在搜索嘗試過(guò)程中尋找問(wèn)題的解,當(dāng)發(fā)現(xiàn)已不滿足求解條件時(shí),就“回溯”返回,嘗試別的路徑?;厮莘ㄊ且环N選優(yōu)搜索法,按選優(yōu)條件向前搜索,以達(dá)到目標(biāo)。但當(dāng)探索到某一步時(shí),發(fā)現(xiàn)原先選擇并不優(yōu)或達(dá)不到目標(biāo),就退回一步重新選擇,這種走不通就退回再走的技術(shù)為回溯法,而滿足回溯條件的某個(gè)狀態(tài)的點(diǎn)稱為“回溯點(diǎn)”。
回溯算法的基本思想是:從一條路往前走,能進(jìn)則進(jìn),不能進(jìn)則退回來(lái),換一條路再試。
八皇后問(wèn)題,是一個(gè)古老而著名的問(wèn)題,是回溯算法的典型案例。該問(wèn)題是國(guó)際西洋棋棋手馬克斯·貝瑟爾于1848年提出:在8×8格的國(guó)際象棋上擺放八個(gè)皇后,使其不能互相攻擊,即任意兩個(gè)皇后都不能處于同一行、同一列或同一斜線上,問(wèn)有多少種擺法。
這邊先以4皇后來(lái)解釋解決步驟:
詳細(xì)說(shuō)明
在第一行有四種可能,選擇第一個(gè)位置放上皇后

第二行原本可以有四種可能擺放,但是第一第二個(gè)已經(jīng)和第一行的皇后沖突了,因此只剩下第三第四個(gè)格子了,先選擇第三個(gè)格子

接下來(lái)是第三行,根據(jù)規(guī)則可以看出,第三行已經(jīng)沒有位置放了,因?yàn)槎几谝坏诙械幕屎鬀_突,此時(shí)返回到第二行第四個(gè)

繼續(xù)來(lái)到第三行,發(fā)現(xiàn)只有第二個(gè)滿足條件

然后發(fā)現(xiàn)第四行已經(jīng)不能放了,只能繼續(xù)返回,返回到第一行,開始下一種可能

按照 1-5 的步驟,可以找到下面的其中一種解法

總而言之,回溯法就是開始一路到底,碰到南墻了就返回走另外一條路,有點(diǎn)像窮舉法那樣走遍所有的路。
PHP代碼實(shí)現(xiàn):
<?php
class Backtracking {
protected $chessboard; // 棋盤 二維數(shù)組 表示坐標(biāo)軸
protected $N; // N表示幾皇后
protected $has_set_x; // 已經(jīng)設(shè)置的x坐標(biāo)數(shù)組 已經(jīng)設(shè)置的x坐標(biāo)就不能重復(fù)了,用于檢查坐標(biāo)是否可用
protected $has_set_y; // 已經(jīng)設(shè)置的y坐標(biāo)數(shù)組 已經(jīng)設(shè)置的y坐標(biāo)就不能重復(fù)了,用于檢查坐標(biāo)是否可用
protected $has_set_site; // 已經(jīng)設(shè)置的點(diǎn)
function __construct($N) {
// 初始化數(shù)據(jù)
$this->N = $N;
$this->chessboard = array();
for ($i=0; $i < $N; $i++) {
for ($j=0; $j < $N; $j++) {
$this->chessboard[$i][$j] = 0;
}
}
$this->has_set_x = array();
$this->has_set_y = array();
$this->has_set_site = array();
}
// 獲取排列
public function getPermutation($is_get_on = true) { // is_get_on 是否獲取一種排列 true:是 false:獲取所有排列
$current_n = 0; // 當(dāng)前設(shè)置第幾個(gè)皇后
$start_x = 0; // 當(dāng)前的x坐標(biāo) 從x開始放置嘗試
$permutation_array = array(); // 全部皇后放置成功的排列數(shù)組
while ($current_n < $this->N && $current_n >= 0) {
$site_result = $this->setQueenSite($current_n, $start_x); // 設(shè)置皇后位置
if($site_result == true && $current_n + 1 >= $this->N) { // 如果最后的皇后位置放置成功則記錄信息
$permutation_array[] = array_merge($this->has_set_site, array(array('x' => $site_result['x'], 'y' => $site_result['y'])));
if($is_get_on == false) { // 如果是獲取所有排列,則設(shè)置當(dāng)前放置失敗,讓程序回溯繼續(xù)找到其他排列
$site_result = false;
}
}
if($site_result == true) {
$this->chessboard[$site_result['x']][$site_result['y']] = 1;
$this->has_set_x[] = $site_result['x'];
$this->has_set_y[] = $site_result['y'];
$this->has_set_site[] = array('x' => $site_result['x'], 'y' => $site_result['y']);
$current_n++; // 皇后位置放置成功,繼續(xù)設(shè)置下一個(gè)皇后,重置下一個(gè)皇后的x坐標(biāo)從0開始
$start_x = 0;
}else {
// 當(dāng)前皇后找不到放置的位置,則需要回溯到上一步
$previous_site = array_pop($this->has_set_site); // 找到上一步皇后的位置
if(!empty($previous_site)) {
$start_x = $previous_site['x'] + 1; // 讓上一步的皇后的x坐標(biāo)+1繼續(xù)嘗試放置
$this->deleteArrayValue($this->has_set_x, $previous_site['x']);
$this->deleteArrayValue($this->has_set_y, $previous_site['y']);
$this->chessboard[$previous_site['x']][$previous_site['y']] = 0;
}
$current_n--; // 回溯到上一步,即讓一個(gè)皇后x坐標(biāo)+1繼續(xù)嘗試放置
}
}
return $permutation_array;
}
// 設(shè)置皇后位置
public function setQueenSite($n, $start_x) {
$start_y = $n;
if($start_x >= $this->N) return false;
$check_result = $this->checkQueenSite($start_x, $start_y); // 檢查當(dāng)前是否可放置
if($check_result == true) {
return array('x' => $start_x, 'y' => $start_y);
}else { // 不可放置,則x坐標(biāo)+1,繼續(xù)嘗試
$start_x++;
return $this->setQueenSite($n, $start_x);
}
}
// 檢查皇后位置是否正確
public function checkQueenSite($x, $y) {
// 判斷當(dāng)前坐標(biāo)的橫、縱、斜線是否存在已經(jīng)放置的皇后
if(in_array($x, $this->has_set_x)) return false;
if(in_array($y, $this->has_set_y)) return false;
$operate_array = array(
array('operate_x' => '+', 'operate_y' => '+'),
array('operate_x' => '-', 'operate_y' => '-'),
array('operate_x' => '+', 'operate_y' => '-'),
array('operate_x' => '-', 'operate_y' => '+')
);
foreach ($operate_array as $key => $value) {
$diagonal_x = $x;
$diagonal_y = $y;
while (true) {
eval("\$diagonal_x=$diagonal_x {$value['operate_x']} 1;");
eval("\$diagonal_y=$diagonal_y {$value['operate_y']} 1;");
if($diagonal_x >= $this->N || $diagonal_y >= $this->N || $diagonal_x < 0 || $diagonal_y < 0) break;
if($this->chessboard[$diagonal_x][$diagonal_y] == 1) return false;
}
}
return true;
}
// 刪除數(shù)組元素
public function deleteArrayValue(&$array, $value) {
$delete_key = array_search($value, $array);
array_splice($array, $delete_key, 1);
}
}
$N = 8; // 8表示獲取8皇后的排列組合
$backtracking = new Backtracking($N);
$permutations = $backtracking->getPermutation(false);
var_dump($permutations); // 輸出92種排列
以上就是本文的全部?jī)?nèi)容,希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。
相關(guān)文章
主流PHP框架的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析
這篇文章主要介紹了幾款今年比較熱門的主流PHP框架的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析,非常的簡(jiǎn)單實(shí)用,有需要的小伙伴參考下。2014-12-12
php+redis實(shí)現(xiàn)多臺(tái)服務(wù)器內(nèi)網(wǎng)存儲(chǔ)session并讀取示例
這篇文章主要介紹了php+redis實(shí)現(xiàn)多臺(tái)服務(wù)器內(nèi)網(wǎng)存儲(chǔ)session并讀取示例,小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,也給大家做個(gè)參考。一起跟隨小編過(guò)來(lái)看看吧2017-01-01
Zend的Registry機(jī)制的使用說(shuō)明
本篇文章介紹了,Zend的Registry機(jī)制的使用說(shuō)明。需要的朋友參考下2013-05-05
在php中設(shè)置session用memcache來(lái)存儲(chǔ)的方法總結(jié)
memcached提供了一個(gè)自定義的session處理器可以被用于存儲(chǔ)用戶session數(shù)據(jù)到memcached服務(wù)端,下面通過(guò)本文給大家介紹在php中設(shè)置session用memcache來(lái)存儲(chǔ)的方法總結(jié),對(duì)php session memcache相關(guān)知識(shí)感興趣的朋友一起學(xué)習(xí)吧2016-01-01
thinkPHP3.1驗(yàn)證碼的簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)方法
這篇文章主要介紹了thinkPHP3.1驗(yàn)證碼的簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)方法,實(shí)例分析了thinkPHP3.1使用圖形類生成驗(yàn)證碼的相關(guān)技巧,需要的朋友可以參考下2016-04-04
ThinkPHP框架實(shí)現(xiàn)的郵箱激活功能示例
這篇文章主要介紹了ThinkPHP框架實(shí)現(xiàn)的郵箱激活功能,結(jié)合實(shí)例形式分析了thinkPHP使用class.smtp.php及class.phpmailer.php類文件進(jìn)行郵件發(fā)送實(shí)現(xiàn)激活功能的具體操作技巧,需要的朋友可以參考下2018-06-06

