人工智能实验二-八皇后问题

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人工智能课程设计报告(八皇后问题与罗马尼亚问题)

人工智能课程设计报告(八皇后问题与罗马尼亚问题)

人工智能课程设计报告学号:20091000608姓名:王沙沙班级:191091指导老师:赵老师2011年10月14目录1.N皇后问题 (1)需求分析,设计 (1)设计表示 (1)运行结果 (2)用户手册即测试数据 (2)结论 (5)主要算法代码 (5)2罗马尼亚问题 (9)需求分析,设计 (9)设计表示,详细设计 (9)用户手册 (11)运行结果 (11)主要算法代码 (12)3.实习心得 (21)1 N 皇后问题1.问题描述、需求分析在N*N 的棋盘上分布N 个皇后,其中N 个皇后不能在同一行同一列,也不能出现在同一对角线上,此时N 个皇后不会相互攻击。

程序需能手动输入皇后个数,并分别采用回溯法、爬山法、遗传法得出皇后的分布情况,输出皇后的位置即棋盘。

2.设计思想2.1 形式化N 个皇后的位置可用一个N 维数组表示,如921543……,意思是第一个皇后在第一列的第9行。

2.2 程序模块CreatIndividual( )函数用于产生一组表示皇后不在同一行也不再同一列的的一位数组,即产生一组互不相等的0~N 之间的整数,便于快速求解。

IsLegal( )函数用于判断新放置的皇后是否合法,在回溯法中用到。

AttackQueenNum( )用于计算整个棋盘的攻击皇后个数,相当于一个评价函数,在爬山法和遗传法中用到;Find( )回溯法求解函数ClimbHill( )爬山法求解函数;GA( )遗传算法求解函数;(1)函数调用关系图如下:(2)函数接口规格说明:下图中的箭头指向表示为被指向函数所用2.3 详细设计a: CreatIndividual(int *A,int QueenNum):以当时时间为种子循环产生随机数,为了使得产生的随机数都不想等,设计集合S[N]并初始化为0,表示还没有产生一个皇后,当产生的皇后不在S[N]中即S[N]!=1时将S[n]置为1,接着产生下一个皇后,如此循环便产生一组互不相等的值。

实验二八皇后问题

实验二八皇后问题

程,防止栈溢出。
二、程序分析
1.创建棋盘 const int MAXSIZE = 8;//棋盘大小 int chess[MAXSIZE][MAXSIZE]={0}; int row; int col; 2 解决个行、列、对角线上是否有皇后的方法 int Solve() { stack<Node> stack;
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关,系电,力通根保1据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资0配不料置仅试技可卷术以要是解求指决,机吊对组顶电在层气进配设行置备继不进电规行保范空护高载高中与中资带资料负料试荷试卷下卷问高总题中体2资2配,料置而试时且卷,可调需保控要障试在各验最类;大管对限路设度习备内题进来到行确位调保。整机在使组管其高路在中敷正资设常料过工试程况卷中下安,与全要过,加度并强工且看作尽护下可关都能于可地管以缩路正小高常故中工障资作高料;中试对资卷于料连继试接电卷管保破口护坏处进范理行围高整,中核或资对者料定对试值某卷,些弯审异扁核常度与高固校中定对资盒图料位纸试置,卷.编保工写护况复层进杂防行设腐自备跨动与接处装地理置线,高弯尤中曲其资半要料径避试标免卷高错调等误试,高方要中案求资,技料编术试写5交、卷重底电保要。气护设管设装备线备置4高敷、调动中设电试作资技气高,料术课中并3试、中件资且卷管包中料拒试路含调试绝验敷线试卷动方设槽技作案技、术,以术管来及架避系等免统多不启项必动方要方式高案,中;为资对解料整决试套高卷启中突动语然过文停程电机中气。高课因中件此资中,料管电试壁力卷薄高电、中气接资设口料备不试进严卷行等保调问护试题装工,置作合调并理试且利技进用术行管,过线要关敷求运设电行技力高术保中。护资线装料缆置试敷做卷设到技原准术则确指:灵导在活。分。对线对于盒于调处差试,动过当保程不护中同装高电置中压高资回中料路资试交料卷叉试技时卷术,调问应试题采技,用术作金是为属指调隔发试板电人进机员行一,隔变需开压要处器在理组事;在前同发掌一生握线内图槽部纸内 故资,障料强时、电,设回需备路要制须进造同行厂时外家切部出断电具习源高题高中电中资源资料,料试线试卷缆卷试敷切验设除报完从告毕而与,采相要用关进高技行中术检资资查料料和试,检卷并测主且处要了理保解。护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。

八皇后实验报告

八皇后实验报告

八皇后实验报告八皇后实验报告引言:八皇后问题是一个经典的数学问题,它要求在一个8x8的国际象棋棋盘上放置8个皇后,使得任意两个皇后都不会互相攻击。

这个问题看似简单,但实际上却充满了挑战。

在本次实验中,我们将探索八皇后问题的解法,并通过编写算法来解决这个问题。

一、问题背景:八皇后问题最早由数学家马克斯·贝瑟尔于1848年提出,它是一道经典的递归问题。

在国际象棋中,皇后可以在同一行、同一列或同一对角线上进行攻击,因此我们需要找到一种方法,使得8个皇后彼此之间不会相互攻击。

二、解决方法:为了解决八皇后问题,我们可以使用回溯法。

回溯法是一种穷举搜索的方法,它通过逐步尝试所有可能的解决方案,直到找到符合要求的解。

具体步骤如下:1. 初始化一个8x8的棋盘,并将所有格子标记为无皇后。

2. 从第一行开始,依次尝试在每一列放置一个皇后。

3. 在每一列中,检查当前位置是否符合要求,即与已放置的皇后不在同一行、同一列或同一对角线上。

4. 如果当前位置符合要求,将皇后放置在该位置,并进入下一行。

5. 如果当前位置不符合要求,尝试在下一列放置皇后。

6. 重复步骤3-5,直到找到一个解或者所有可能的位置都已尝试过。

7. 如果找到一个解,将其输出;否则,回溯到上一行,继续尝试下一列的位置。

三、编写算法:基于上述步骤,我们可以编写一个递归函数来解决八皇后问题。

伪代码如下所示:```function solveQueens(board, row):if row == 8:print(board) # 打印解returnfor col in range(8):if isSafe(board, row, col):board[row][col] = 1solveQueens(board, row + 1)board[row][col] = 0function isSafe(board, row, col):for i in range(row):if board[i][col] == 1:return Falseif col - (row - i) >= 0 and board[i][col - (row - i)] == 1:return Falseif col + (row - i) < 8 and board[i][col + (row - i)] == 1:return Falsereturn Trueboard = [[0]*8 for _ in range(8)]solveQueens(board, 0)```四、实验结果:通过运行上述算法,我们得到了八皇后问题的所有解。

人工智能论文-遗传算法实现八皇后问题

人工智能论文-遗传算法实现八皇后问题

南京理工大学人工智能大论文题目:遗传算法实现八皇后问题姓名:xxxx学号:xxxxxxxxxxxxxx专业:xxxxxxxxxx院系:xxxxxxxxxxxxxxxx老师:xxxxxx日期:2015年12月20日目录摘要 (3)一、实验背景 (4)1.1 N皇后问题描述 (4)1.2 遗传算法 (4)二、实验目的 (5)三、实验内容 (5)四、实验步骤 (5)4.1编码方案 (5)4.2初始化种群 (6)4.3适应度的计算 (7)4.4遗传算子 (8)4.4.1选择算子 (8)4.4.2交叉方法 (8)4.4.3变异方法 (8)4.5局部搜索 (10)4.6终止策略 (10)4.7实现描述 (10)五、实验结果和分析 (11)六、总结与思考 (12)摘要众所周知的八皇后问题是一个非常古老的问题,具体描述如下:在8*8的国际象棋棋盘上放置了八个皇后,要求没有一个皇后能吃掉另一个皇后,即任意两个皇后都不处于棋盘的同一行、同一列或同一对角线上。

本实验要求设计并实现解决八皇后问题的遗传算法。

能够给定任意一个初始状态,使用遗传算法搜索最优解,程序能显示优化的计算过程。

独立运行20次以上,统计遗传算法的寻优指标(包括是否找到最优解、平均迭代次数等)。

本次设计旨在学习各种算法,训练对基础知识和基本方法的综合运用及变通能力,增强对算法的理解能力,提高软件设计能力,在实践中培养独立分析问题和解决问题的作风和能力。

通过本实验的设计与编程实现让学生掌握基于状态空间知识表示的局部搜索策略,对遗传算法中的编码方法以及选择、复制、交叉、变异等基本算子有深入的理解,熟练运用C++,编写一个遗传算法解决八皇后问题的应用程序。

关键词:八皇后;遗传算法;C++一、实验背景1.1 N皇后问题描述N皇后问题描述如下:在n n格棋盘上放置彼此不受攻击的N个皇后。

按国际象棋的规则,皇后可以攻击与之处在同一行或同一列或同一斜线上的棋子。

N皇后问题等价于在以下三个约束条件:任何2个皇后不放在同一行;任何2个皇后不放在同一列;任何2个皇后不放在同斜线。

算法设计与分析实验报告—八皇后问题

算法设计与分析实验报告—八皇后问题

算法设计与分析实验报告—八皇后问题-姓名:***学号:********班级:软件83【问题描述】在国际象棋盘上放八个皇后,要求任一皇后吃不到别人,也不受其他皇后的攻击,求出问题的所有解。

【问题分析&算法设计】用8元组x[1: n]表示8后问题。

其中x[ i]表示皇后i放在棋盘的第i行的第x[ i]列。

由于不允许将2个皇后放在一列,所以解向量中的x[ i]互不相同。

2个皇后不能放在同一斜线上是问题的隐约束。

故若2个皇后放置的位置分别是(i,j)和(k,l),且i – j = k – l或i + j = k + l,则说明这2个皇后处于同一斜线上。

这两个方程分别等价于i – k = j – l和i – k = l – j。

由此可知,只要|i - k| = |j - l|成立,就表明2个皇后位于同一条斜线上。

问题的隐约束化成了显约束。

用回溯法解决8皇后问题时,用完全8叉树表示解空间。

【算法实现】#include "stdio.h"#include "math.h"#include "iostream.h"#define N 8 /* 定义棋盘大小*/static int sum; /* 当前已找到解的个数*/static int x[N]; /* 记录皇后的位置,x[i]表示皇后i放在棋盘的第i行的第x[i]列*//* 每找到一个解,打印当前棋盘状态*/void Show(){sum++;cout << "第" << sum << "种情况:" << endl;cout << "坐标为:\t";for(int k = 0; k < N; k++)cout << '(' << k+1 << ',' << x[k] << ") ";cout << endl;cout << "---------------------------------\n";for (int i = 0; i < N; i ++){for (int j = 0; j < N; j ++)if (j == x[i]) //printf("@ ");cout << "* | ";else //printf("* ");cout << " | ";cout << "\n---------------------------------\n";}}/* 确定某一位置皇后放置与否,放置则返回1,反之返回0 */int Judge(int k){// 测试皇后k在第k行第x[k]列时是否与前面已放置好的皇后相攻击。

数据结构 八皇后问题 报告

数据结构 八皇后问题 报告

数据结构实验报告实验名称:实验2 利用栈结构实现八皇后问题学生姓名:廖宁班级:2009211114班内序号:18学号:09210411日期:2010年11月18日1.实验要求八皇后问题是19世纪著名的数学家高斯于1850年提出的。

他的问题是:在8*8的棋盘上放置8个皇后,使其不能互相攻击,即任意两个皇后都不能处于同一行、同一列、同一斜线上。

请设计算法打印所有可能的摆放方法。

提示:(1)可以使用递归或非递归两种方法实现。

(2)实现一个关键算法,判断任意两个皇后是否在同一行、同一列和同一斜线上。

2. 程序分析程序工程包含一个模板类函数实现定义的源文件forthelove.cpp和测试源文件sbsuowang.cpp。

2.1 存储结构存储结构为栈。

2.2 关键算法分析(1)判断在第row行第column列摆放皇后是否非法,采取定行不定列的方法,列相等的算法为position[i]=colume,对角线相等有两种情况:一是position在上则row-i=colume-position[i];二是position在下,row-i=position[i]-colume.加入能放皇后,列和对角线上值都不能相等。

具体代码如下:int IsIllegal(int row, int column, const int* position){/int i;for (i=1; i < row; ++i){if ((position[i] == column)|| (row - i == column - position[i])|| (row - i == position[i] - column)){return TRUE;}}return FALSE;}(2)我采用定行尝试列的方法来遍历,记录皇后位置的数组可以和栈数组合二为一,而栈顶指针也可以和行坐标合二为一,这样一来栈帧只要一个列坐标就可以了。

1.伪代码:while(栈不空){if ( 行(即栈顶) <= n && 列<= n ){if ( 当前位置不能放皇后){列++;}else{列入栈(隐含着"行++");列= 1;}}else{if ( 行(即栈顶) > n ){输出位置数组(即栈数组);}列退栈(隐含着"行--");列++;}}//end while具体实现代码:void Queens(int n, void (* Visit)(const int* position)) {//position[n]数组:position[0]为棋盘大小,即n//position[1]~position[n]:下标为行坐标,值为列坐标int* stack = NULL; //栈int top; //栈顶int column; //列stack = (int*)malloc((n + 1) * sizeof(int));stack[0] = n;top = column = 1;while(top > 0){if ((top <= n) && (column <= n)){if (IsIllegal(top, column, stack)){++column;}else{stack[top++] = column;column = 1;}}else{if (top > n){(* Visit)(stack);}column = stack[--top];++column;}}//end whilefree(stack);return;}3. 程序运行结果程序实现八皇后问题:经过测试,程序运行良好,无明显错误。

人工智能实验报告(八皇后)

人工智能实验报告(八皇后)
if(canplace(m,i,a)) {
a[m]=i; sesearch(m+1,a); a[m]=100; } } } } int main() {
int a[8],i; fp=NULL; fp=fopen("output.txt","w+"); if(NULL==fp) {
printf("cann't open the file\n"); } for(i=0;i<8;++i)
if((a[j]+j)==(m+i)||//判断是否会有冲突 ((a[j]-j)==(i-m))|| (a[j]==i)) return 0;
++j; } return 1; } void output(int a[8]) { int i=0,j; fprintf(fp,"No %d:\n",n);
《人工智能导论》上机实验
八皇后问题求解
班级:10011207 姓名:盛家铭 学号:2012302532
图搜索策略实验 八皇后问题求解 一、实验软件
codeblocks 环境
二、 实验目的
通过实验能对搜索策略有更深刻的理解 熟悉人工智能系统中的问题求解过程; 熟悉状态空间的盲目搜索和启发式搜索算法的应用; 熟悉对八数码问题的建模、求解及编程语言的应用。 三、 需要的知识 熟悉人工智能系统中的问题求解过程; 熟悉状态空间的盲目搜索和启发式搜索算法的应用; 熟悉对八数码问题的建模、求解及编程语言的应用。 四、 实验数据及步骤 1、实验内容 八皇后问题是一个以国际象棋为背景的问题:如何能够在 8 ×8 的国际象棋棋盘上放置八个皇后,使得任何一个皇后都无法 直接吃掉其他的皇后。为了达到此目的,任两个皇后都不能处于 同一条横行、纵行或斜线上。八皇后问题可以推广为更一般的 n 皇后摆放问题:这时棋盘的大小变为 n×n,而皇后个数也变成 n。 当且仅当 n = 1 或 n ≥ 4 时问题有解。 2、程序函数调用图

人工智能实验报告,包括八数码问题八皇后问题和tsp问题

人工智能实验报告,包括八数码问题八皇后问题和tsp问题

八数码问题(一)问题描述在一个3*3的方棋盘上放置着1,2,3,4,5,6,7,8八个数码,每个数码占一格,且有一个空格。

这些数码可以在棋盘上移动,其移动规则是:与空格相邻的数码方格可以移入空格。

现在的问题是:对于指定的初始棋局和目标棋局,给出数码的移动序列。

该问题称八数码难题或者重排九宫问题。

(二)问题分析八数码问题是个典型的状态图搜索问题。

搜索方式有两种基本的方式,即树式搜索和线式搜索。

搜索策略大体有盲目搜索和启发式搜索两大类。

盲目搜索就是无“向导”的搜索,启发式搜索就是有“向导”的搜索。

1、启发式搜索由于时间和空间资源的限制,穷举法只能解决一些状态空间很小的简单问题,而对于那些大状态空间的问题,穷举法就不能胜任,往往会导致“组合爆炸”。

所以引入启发式搜索策略。

启发式搜索就是利用启发性信息进行制导的搜索。

它有利于快速找到问题的解。

由八数码问题的部分状态图可以看出,从初始节点开始,在通向目标节点的路径上,各节点的数码格局同目标节点相比较,其数码不同的位置个数在逐渐减少,最后为零。

所以,这个数码不同的位置个数便是标志一个节点到目标节点距离远近的一个启发性信息,利用这个信息就可以指导搜索。

即可以利用启发信息来扩展节点的选择,减少搜索范围,提高搜索速度。

启发函数设定。

对于八数码问题,可以利用棋局差距作为一个度量。

搜索过程中,差距会逐渐减少,最终为零,为零即搜索完成,得到目标棋局。

(三)数据结构与算法设计该搜索为一个搜索树。

为了简化问题,搜索树节点设计如下:struct Chess//棋盘{int cell[N][N];//数码数组int Value;//评估值Direction BelockDirec;//所屏蔽方向struct Chess * Parent;//父节点};int cell[N][N]; 数码数组:记录棋局数码摆放状态。

int Value; 评估值:记录与目标棋局差距的度量值。

Direction BelockDirec; 所屏蔽方向:一个屏蔽方向,防止回推。

八皇后问题实验报告

八皇后问题实验报告

实验报告——八皇后问题求解(递归和非递归)学号:专业年级:姓名:一、需求分析(要实现的功能描述)1.问题描述八皇后问题是一个以国际象棋为背景的问题:如何能够在8×8的国际象棋棋盘上放置八个皇后,使得任何一个皇后都无法直接吃掉其他的皇后?为了达到此目的,任两个皇后都不能处于同一条横行、纵行或斜线上。

八皇后问题可以推广为更一般的n皇后摆放问题:这时棋盘的大小变为n×n,而皇后个数也变成n。

当且仅当n=1或n≥4时问题有解。

八皇后问题最早是由国际国际象棋棋手马克斯·贝瑟尔于1848年提出。

诺克也是首先将问题推广到更一般的n皇后摆放问题的人之一。

2.实现功能八皇后问题实现了在棋盘上摆放八个皇后的功能,这八个皇后任意两个皇后都不能处于同一条横行、纵行或斜线上。

3.测试数据测试数据可以通过手工寻找三组满足需要的值,测试数组(M,N),其中M代表皇后所在的行,N代表皇后所在的列。

例如,第一组测试数据:(1,4)、(2,7)、(3,3)、(4、8)、(5,2)、(6,5)、(7,1)、(8,6);第二组测试数据(1,4)、(2,2)、(3,7)、(4,3)、(5,6)、(6,8)、(7,5)、(8,1)。

最后与编程求得的结果进行比较。

如果这三组数据在最后编程求得的结果中,说明程序的编写基本没有什么问题。

二、概要设计在进行概要设计的过程中,要清楚整个程序包含的功能模块及模块间的调用关系。

对于八皇后问题,整个程序中应该包括主函数模块,摆放皇后的函数模块,以及判断皇后的位置是否摆放正确的判断模块。

对于模块间的关系,在运行主函数的过程中会调用摆放皇后的函数模块,在摆放皇后的函数模块中,又会调用判断皇后位置是否摆放正确的判断模块。

三、详细设计抽象数据类型中定义的各种操作算法实现(用N-S图描述)对于求解八皇后问题的非递归算法,N-S图如下:对于八皇后问题求解的递归算法,N-S图如下:四、调试分析1.程序在调式过程中出现的问题及解决方法由于对于C语言编程问题掌握的并非十分熟练,因而在程序的调试过程中出现了一些问题。

八皇后问题(栈)

八皇后问题(栈)

实验报告实验名称八皇后问题(栈)专业班级智能科学与技术姓名学号 2220113159指导教师曹志英日期 2012年12月6日一、实验目的1. 熟练掌握栈操作的基本算法实现。

2.巩固和加深对数据结构基本知识的理解,提高综合运用课程知识的能力。

二、实验内容1.● 利用回溯法和栈来实现八皇后问题:在8×8的国际象棋棋盘上,安放8个皇后,要求没有一个皇后能够“吃掉”任何其他一个皇后,即没有两个或两个以上的皇后占据棋盘上的同一行、同一列或同一对角线。

三、实验要求● 设计要求:运用回溯法和栈的思想设计实验程序,解决八皇后问题,找出所有可行的答案。

八皇后问题要求在一个8*8的棋盘上放上8个皇后,要求八个皇后中的任意两个不被放在同一行或同一列或同一斜线上。

四、实验思路这个问题包括了行,列,两条对角线;列:规定每一列放一个皇后,不会造成列上的冲突;行:当第i行被某个皇后占领后,则同一行上的所有空格都不能再放皇后,要把以i为下标的标记置为被占领状态;对角线:对角线有两个方向。

在这学生把这两条对角线称为:主对角线和从对角线。

在同一对角线上的所有点(设下标为(i,j)),要么(i+j)是常数,要么(i-j)是常数。

因此,当第i个皇后占领了第j列后,要同时把以(i+j)、(i-j)为下标的标记置为被占领状态。

(1) 满足上述条件的八个皇后,必然是每行一个,每列一个。

(2) 棋盘上任意一行、任意一列、任意一条斜线上都不能有两个皇后。

如果我们把8×8 的棋盘看成是一个平面直角坐标系,则八皇后问题就可以用数学语言来描述了,任意两个皇后在平面上的坐标应该同时满足以下三个条件:①两个皇后不在同一行:两个皇后的横坐标不相等;②两个皇后不在同一列:两个皇后的纵坐标不相等;③两个皇后不在同一条斜线上:两个皇后的横坐标之差的绝对值不等于两个皇后的纵坐标之差的绝对值程序采用一维数组来进行处理。

数组的下标i表示棋盘上的第i列,a[i]的值表示皇后在第i列所放的位置。

八皇后实验报告心得

八皇后实验报告心得

八皇后实验报告心得引言八皇后问题是一个经典的回溯算法问题,它的目标是在一个8x8的棋盘上放置8个皇后,使得任意两个皇后都不在同一行、同一列或同一对角线上。

这个问题看似简单,但实际上非常复杂,需要用到回溯算法来进行求解。

在本次实验中,我们使用Python语言实现了八皇后问题的解法,并进行了一系列的实验。

实验目的本实验旨在通过实现八皇后问题的解法,加深对回溯算法思想的理解,同时掌握Python语言的基本语法和列表操作。

实验方法我们采用了递归的回溯算法来解决八皇后问题。

具体步骤如下:1. 创建一个空的棋盘列表,并初始化为全0。

2. 从第一行开始,从左至右遍历每一个格子。

3. 对于每个格子,如果该格子满足放置皇后的条件(不与已放置的皇后冲突),则在该位置标记为1,并递归地进入下一行。

4. 如果在某一行找不到合适的位置放置皇后,则回溯到上一行,尝试放置在下一个位置。

5. 当放置完所有的皇后时,输出结果。

实验结果经过多次实验,我们成功地获得了一共92个不同的解决方案。

每个解决方案都是一个8x8的矩阵,其中1表示放置了皇后的位置,0表示空位置。

以下是其中一种解决方案的示意图:0 0 0 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 1 00 1 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 0 0 11 0 0 0 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 00 0 1 0 0 0 0 0实验分析与讨论通过实验,我们发现八皇后问题的解法非常依赖于回溯算法。

回溯算法通过不断地试错、回溯的方式,能够高效地找到所有解决方案。

在本次实验中,我们并未采用剪枝优化的策略,仅仅用递归来实现,所以算法的时间复杂度较高。

然而,由于八皇后问题的规模较小(仅有8个皇后),所以运行时间仍然可以接受。

实验总结通过本次实验,我们不仅掌握了回溯算法的基本思想,还熟悉了Python语言的基本语法和列表操作。

同时,我们深刻认识到八皇后问题的复杂性,以及回溯算法在解决复杂问题上的作用。

八皇后问题求解实验报告

八皇后问题求解实验报告

八皇后问题求解(一)实验目的1.熟悉人工智能系统中的问题求解过程;2.熟悉对八皇后问题的建模,求解及编程语言的应用。

(二)实验内容八皇后问题是19世纪著名的数学家高斯于1850年提出的。

他的问题是:在8*8的棋盘上放置8个皇后,使其不能相互攻击,即任意两个皇后都不能处于同一行,同一列,同一斜线上。

请设计算法打印出所有可能的摆放位置。

(三)实验代码#include"stdafx.h"#include<iostream>#include<cmath>usingnamespace std;#define N 10class Queen{public:Queen(){ num = -1; }void Print(int n);//输出皇后的排列,打出的数字为每个皇后的坐标int Check(int i, int k);//判断位置是否符合要求void Queens(int k, int n);//递归调用int count();//计数private:int q[N];int num;};void main(){Queen Q;int n;cout <<"请输入Queen的数目(n>0):"<< endl;cin >> n;if (n>0){cout <<"Queen可能的位置坐标:"<< endl;Q.Queens(1, n);cout <<"共有 "<< Q.count() <<" 种方法放置Queen"<< endl;}elsecout <<"ERROR输入数字错误"<< endl;system("Pause");}void Queen::Queens(int k, int n)//计算出皇后的排列,k是当前皇后数量,n是数量上限{int i;if (k>n)//如果达到里要求的数量输出皇后排列{Print(n);count();}else//否则在适当的位置添加一个新皇后{for (i = 1; i <= n; i++)if (Check(i, k)) //判断该行中该位置放置'皇后'是否符合要求{q[k] = i; //记录改行中该点的位置Queens(k + 1, n); //放置下一行的'皇后'}}}void Queen::Print(int n){int i;for (i = 1; i <= n; i++)cout <<"("<< i <<","<< q[i] <<")";cout << endl;}int Queen::Check(int i, int k){int j;j = 1;while (j<k){if ((q[j] == i) || abs(q[j] - i) == abs(j - k)) //判断列,判断斜线return 0; //不符合返回0j++;}return 1; //符合返回}int Queen::count(){num++;return num;}(四)实验结果截图。

八皇后 实验报告

八皇后 实验报告

八皇后实验报告八皇后实验报告导言:八皇后问题是一个经典的数学问题,最早由西班牙的数学家马克斯·贝恩在1848年提出。

问题的目标是在一个8×8的棋盘上,放置8个皇后,使得它们互相之间无法攻击到对方。

本次实验旨在通过编程的方式求解八皇后问题,并分析解的个数和解的特点。

一、问题描述八皇后问题可以简化为在一个8×8的棋盘上放置8个皇后,使得任意两个皇后都不在同一行、同一列或同一斜线上。

这意味着每一行和每一列最多只能有一个皇后。

二、算法设计为了求解八皇后问题,我们采用了回溯算法。

回溯算法是一种通过逐步试错的方式来寻找问题解的方法。

具体的算法步骤如下:1. 从棋盘的第一行开始,依次尝试在每一列放置一个皇后。

2. 在放置一个皇后后,检查是否满足任意两个皇后都不在同一行、同一列或同一斜线上的条件。

3. 如果满足条件,则继续到下一行放置皇后;如果不满足条件,则回溯到上一行重新选择位置。

4. 当最后一行的皇后放置完毕后,即找到了一个解,记录下来。

5. 继续回溯,寻找下一个解,直到所有解都找到为止。

三、实验结果通过编程实现了八皇后问题的求解算法,并运行了多组实验。

实验结果如下:1. 解的个数在8×8的棋盘上,共有92个不同的解。

每个解都代表了一种放置皇后的方式,使得它们互不攻击到对方。

2. 解的特点(1) 对称性:在所有的解中,有一半解是对称的。

即如果一个解是对称的,那么它的镜像解也是一个合法解。

(2) 旋转性:每个解可以通过旋转得到其他的合法解。

例如,一个解可以通过将整个棋盘顺时针旋转90度得到另一个解。

(3) 反射性:每个解可以通过水平或垂直翻转得到其他的合法解。

例如,一个解可以通过将整个棋盘水平翻转得到另一个解。

(4) 解的数量:解的数量随着棋盘大小的增加而急剧增加。

在8×8的棋盘上有92个解,而在9×9的棋盘上有352个解。

四、讨论与总结八皇后问题是一个非常经典的数学问题,通过本次实验我们可以得出以下结论:1. 回溯算法是求解八皇后问题的有效方法,可以找到所有的解。

人工智能实验报告_八皇后问题

人工智能实验报告_八皇后问题

八皇后问题八皇后问题是一个古老而著名的问题,是回溯算法的典型例题。

该问题是十九世纪著名的数学家高斯1850年提出:在8X8格的国际象棋上摆放八个皇后,使其不能互相攻击,即任意两个皇后都不能处于同一行、同一列或同一斜线上,问有多少种摆法。

基本思想:在open表中保留已生成而未考察的结点,并用启发函数h(x)对它们全部进行估价,从中选出最优结点进行扩展,而不管这个结点出现在搜索树的什么地方。

(1)把初始结点S0放入open表中,计算h(S0);(2)若open表为空,则搜索失败,EXIT;(3)移出open表中第一个结点N放入closed表中,并冠以序号n(4)若目标结点Sg=N则搜索成功,EXIT(5)若N不可扩展,则转步骤(2);(6)扩展N,计算每个子结点x的函数值h(x),并将所有子结点配以指向N的返回指针后放入open表中,再对open表中的所有子结点按其函数值大小以升序排序,转步骤2;//采用启发式修补解N皇后问题#include<time.h>#include <iostream>//采用启发式修补解N皇后问题#include<time.h>#include <iostream>using space std;void shuffle(int Queen[],const int n)...{//随机取得各行的初始皇后位置,以Queen[i]表示第i行的皇后位置for(int i=0;i<n;i )Queen[i]=abs(rand())%n;}int collision(int Queen[],const int row,const int column,const int n)...{ //计算每个位置的冲突值int bug=0;for(int i=0;i<n;i )...{if ((i!=row)&&(Queen[i]==column||(Queen[i]-column)==(i-row)||(Queen[i]-column)==(row-i)))//同列,同对角线的情况bug ;}return bug;}void show(int Queen[],const int n)...{//打印皇后图cout<<"╭";for(int k=0;k<n-1;k )cout<<"─┬";cout<<"─╮"<<endl;for(int i=0;i<n-1;i )...{cout<<"│";for(int j=0;j<n;j )cout<<((j==Queen[i])? "凤" :" ")<<"│";//有皇后的位置用"凤"cout<<endl;cout<<"├";for(j=0;j<n-1;j )cout<<"─┼";cout<<"─┤"<<endl;}cout<<"│";for(int j=0;j<n;j )cout<<((j==Queen[n-1])? "凤" :" ")<<"│";//有皇后的位置用,没有的用_ cout<<endl;cout<<"╰";for(k=0;k<n-1;k )cout<<"─┴";cout<<"─╯"<<endl;cout<<endl;}int repair(int Queen[],const int n)...{ //启发式修补int max=-1;//标志行行之间冲突数int minbug=n;int count=0;while(max!=0&&count<=100)...{max=0;for(int i=0;i<n;i )...{minbug=collision(Queen,i,Queen[i],n);//取得当前的冲突数,不断优化int temp=Queen[i];for(int j=0;j<n;j )...{int bug=collision(Queen,i,j,n);if(bug<=minbug&&j!=temp)...{ //保持皇后在等冲突的情况下不断变更位置,有利于后面行的优化minbug=bug;Queen[i]=j;}}if (minbug>max)max=minbug;}show(Queen,n);count ;}return count;}void main()...{int n=-1;int step=0;cout<<"Welcome to N Queen Settlement"<<endl;cout<<"Input N (you would better input a interge minor to 15):"<<endl;cin>>n;if(n<=0)...{cout<<"Illegal Input!"<<endl;return;}int* Queen=new int[n];srand(time(NULL));//取得随机种子shuffle(Queen,n);cout<<"The oringinal state:"<<endl;show(Queen,n);step=repair(Queen,n);if(step>100)...{cout<<"Could find solution within 100 steps,Try again!"<<endl;return;}cout<<"After "<<step 1<<" steps"<<endl;cout<<"The goal state arrives!"<<endl;}。

数据结构实验报告利用栈结构实现八皇后问题

数据结构实验报告利用栈结构实现八皇后问题

数据结构实验报告实验名称:实验二——利用栈结构实现八皇后问题学生姓名:班级:班内序号:学号:日期: 2013年11月21日1.实验要求(1)实验目的通过选择下面五个题目之一进行实现,掌握如下内容:进一步掌握指针、模板类、异常处理的使用掌握栈的操作的实现方法掌握队列的操作的实现方法学习使用栈解决实际问题的能力学习使用队列解决实际问题的能力(2)实验内容利用栈结构实现八皇后问题。

八皇后问题19世纪著名的数学家高斯于1850年提出的。

他的问题是:在8*8的棋盘上放置8个皇后,使其不能互相攻击,即任意两个皇后都不能处于同一行、同一列、同一斜线上。

请设计算法打印所有可能的摆放方法。

①可以使用递归或非递归两种方法实现②实现一个关键算法:判断任意两个皇后是否在同一行、同一列和同一斜线。

(3)代码要求①必须要有异常处理,比如删除空链表时需要抛出异常;②保持良好的编程的风格:代码段与段之间要有空行和缩近标识符名称应该与其代表的意义一致函数名之前应该添加注释说明该函数的功能关键代码应说明其功能③递归程序注意调用的过程,防止栈溢出2. 程序分析存储结构栈(递归):关键算法分析(1)递归void SeqStack<T>::PlaceQueen(int row) 其他说明:由于输出显示时对话框有限,而程序结果比较多,占用空间大,最后只显示60种到92种,这需要适当的设置对话框,设置步骤为:属性—屏幕缓冲区高度设为相对大些的值(1000或其他),即可显示所有结果。

也可适当完善代码将结果输出到一个文档里,便于观察分析。

3. 程序运行结果实验流程图:实验结果:4. 总结总结:这次实验让我更好地掌握了栈思想以及一维数组等等知识,以及一些书本上没有的东西,让我学会了运用递归算法去解决一些复杂的问题改进:不仅可以设计放置八皇后,也可以是9皇后,10皇后,只要修改N ;也可以尝试采开始输入n判断是否满行 q[k]=i ans++YN输出结果 判断位置是否符合要求N Yrow++用二维数组的思想来实现。

人工智能实验二-八皇后问题

人工智能实验二-八皇后问题

【实验名称】人工智能实验二:八皇后问题实验代码:#include<iostream>#include<stdlib.h>using namespace std;int LineNum[9]; //第i列的皇后要放的行位置(只用其中的列号1到8)bool a[9]; //a[i]为1表示第i行上尚未放皇后bool b[15]; //b[i]为1表示第i条斜对角线上尚未放皇后(斜对角线指的是"/"状对角线,该对角线上各点的行列号之和i+j为一个常数)bool c[15]; //c[i]为1表示第i条反斜对角线上尚未放皇后(反斜对角线指的是"\"状对角线,该对角线上各点的行列号之差i-j为一个常数)。

int count=0; //计数器,用于计算方法总数class Queen{int i; //成员变量,列号public:Queen(int x) //构造函数{i=x;}void solve(int);//成员函数};void Queen::solve(int i)//成员函数的实现{int j;for(j=1;j<9;j++)//遍历行{if(a[j]&&b[i+j-2]&&c[i-j+7]) //用于判断并实现:如果在第j行的第i列上放置皇后安全的话,则将一枚皇后放置到那儿。

{LineNum[i]=j; //记录皇后位置a[j]=false;b[i+j-2]=false;c[i-j+7]=false;solve(i+1); //递归调用solvea[j]=true;b[i+j-2]=true;c[i-j+7]=true;}}if(i>8) //摆放皇后之后,若i=8即已放满时则递归出口;否则通过solve(i+1);进行递归调用。

{count++;cout<<"第"<<count<<"种方案:"<<endl; for(int m=1; m<9; m++){for(int n=1; n<9; n++){if(LineNum[m] == n)cout<<" Q";elsecout<<" *";}cout<<endl;}for(int p=1; p<9; p++){for(int q=1; q<9; q++){if(LineNum[p] == q){cout<<"("<<p<<","<<q<<")";}}}cout<<endl;getchar();//暂停以查看结果}}void main(){Queen queen(1); //定义一个八皇后对象,并初始化int i;for(i=0;i<9;i++) //初始化一个"空棋盘"{a[i]=true;}for(i=0;i<15;i++){b[i]=true;c[i]=true;}queen.solve(1); //第1列开始的连续8列上均放上皇后cout<<"一共有"<<count<<"种方案!";}实验截图如下:省略第9种到第88种方案。

北邮信通院数据结构实验二--八皇后问题实验报告(内附源代码完整版)

北邮信通院数据结构实验二--八皇后问题实验报告(内附源代码完整版)
2.程序分析
2.1存储结构
存储结构:栈(递归)
2.2关键算法分析
递归调用摆放皇后
1、关键算法伪代码:
(1).如果输入的row大于皇后的数量,则输出皇后的位置
(2)否则col从0开始递增
(3)检测(row,col)上的点是否符合条件,不符合则col自增,符合则转到下一个皇后的排列
2、代码详细分析:
void SeqStack::PlaceQueen(int row) //摆放皇后
{
for (int col=0;col< n;col++) //遍历0~7,
{
Push(col);
if (Check()) //判断摆放皇后的位置是否合适
{
if (row< n-1) //若还没有放到最后一个,则进行下一个皇后的放置
PlaceQueen(row+1);
else
{
num++; //计数器加1
{
if(top>= m-1) throw "上溢";
top++; //栈顶指针上移
data[top]=x;
}
void SeqStack::Pop() //出栈操作
{
if(Empty()) throw "下溢";
top--; //栈顶指针下移
}
void SeqStack::PlaceQue计放置八皇后,只要修改输入的N,便可显示其他情况的结果。
Print(n); //打印成功的坐标点
}
}
Pop(); //若不符合条件则出栈
}
}
bool SeqStack::Empty()

实验二——利用栈结构实现八皇后问题

实验二——利用栈结构实现八皇后问题

数据结构实验报告实验名称:实验二——利用栈结构实现八皇后问题学生:班级:班序号:学号:日期:实验要求实验目的:通过选择下面五个题目之一进行实现,掌握如下容:➢进一步掌握指针、模板类、异常处理的使用➢掌握栈的操作的实现方法➢掌握队列的操作的实现方法➢学习使用栈解决实际问题的能力➢学习使用队列解决实际问题的能力实验容:1、利用栈结构实现八皇后问题。

2、八皇后问题19世纪著名的数学家高斯于1850年提出的。

他的问题是:在8*8的棋盘上放置8个皇后,使其不能互相攻击,即任意两个皇后都不能处于同一行、同一列、同一斜线上。

请设计算法打印所有可能的摆放方法。

3、提示:1.可以使用递归或非递归两种方法实现2. 实现一个关键算法:判断任意两个皇后是否在同一行、同一列和同一斜线上2. 程序分析2.1 存储结构存储结构:栈2.2 关键算法分析2.2.1皇后摆放位置可行性的判断判断任意两个皇后是否在同一行、同一列和同一斜线上for(int i=0;i<top;i++)if(queen[top]==queen[i]||(abs(queen[top]-queen[i]))==(top-i))return false;return true;1. 对于一个坐标,将前面每一行的皇后列标与本行的皇后列标比较,若列标相同或列标想减的绝对值与行标相减的值相同,返回false2. 否则i自增13. 列标i=8,即未发现冲突,循环完毕,返回true2.2.2插入皇后算法void SeqStack<T>::SetQueen(int r) // 设置皇后{for (int i=1;i<=StackSize;i++){Push(i);if (Feasible()){if (r<StackSize-1)SetQueen(r+1);else{Count++;Print();}}Pop();}}算法步骤:(1)判断列标在(0,8)围(2)将列标入栈(3)判断在该行列坐标下,皇后位置是否可行(4)若可行,判断插入列表所在行是否为最后一行,若是,打印列标;否则,开始下一行的皇后位置的选择。

数据结构与算法专题实验实验报告_八皇后_背包问题的求解_农夫过河

数据结构与算法专题实验实验报告_八皇后_背包问题的求解_农夫过河

数据结构与算法专题实验实验报告_八皇后_背包问题的求解_农夫过河实验报告:数据结构与算法专题实验报告实验题目:八皇后问题的求解与背包问题的求解实验目的:1. 掌握八皇后问题的求解方法,了解回溯算法的应用。

2. 掌握背包问题的求解方法,了解动态规划算法的应用。

3. 进一步理解数据结构与算法的基本概念和应用。

实验内容:1. 八皇后问题的求解八皇后问题是一个经典的递归与回溯算法问题,要求在一个8×8的棋盘上放置8个皇后,使得任意两个皇后不在同一行、同一列或同一斜线上。

具体求解步骤如下:a. 定义一个8×8的二维数组作为棋盘,初始化所有元素为0。

b. 从第一行开始,依次尝试在每一列放置皇后。

c. 对于每一列,判断当前位置是否与已经放置的皇后冲突。

如果冲突,则回溯到上一行,重新选择位置;否则,继续放置下一行的皇后。

d. 当放置完所有皇后时,输出结果。

2. 背包问题的求解背包问题是一个经典的动态规划算法问题,要求在给定的一组物品中选择一些物品放入背包,使得背包的总重量最大,但不能超过背包的承重量。

具体求解步骤如下:a. 定义一个二维数组dp,其中dp[i][j]表示在前i个物品中选择,背包容量为j时的最大重量。

b. 初始化dp数组的第一行和第一列为0,表示背包容量为0时和没有物品可选时的最大重量都为0。

c. 对于每个物品,分两种情况讨论:- 如果当前物品的重量大于背包的容量,则无法选择该物品,直接继承前i-1个物品的最大重量,即dp[i][j] = dp[i-1][j];- 如果当前物品的重量小于等于背包的容量,则可以选择该物品或不选择该物品。

选择该物品时,背包的总重量为dp[i-1][j-w[i]] + v[i],不选择该物品时,背包的总重量为dp[i-1][j]。

取两者中的较大值作为dp[i][j]的值。

d. 最终,dp[n][m]即为所求的最大重量,其中n为物品的个数,m为背包的承重量。

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【实验名称】人工智能实验二:八皇后问题
实验代码:
#include<iostream>
#include<stdlib.h>
using namespace std;
int LineNum[9]; //第i列的皇后要放的行位置(只用其中的列号1到8)
bool a[9]; //a[i]为1表示第i行上尚未放皇后
bool b[15]; //b[i]为1表示第i条斜对角线上尚未放皇后(斜对角线指的是"/"状对角线,该对角线上各点的行列号之和i+j为一个常数)
bool c[15]; //c[i]为1表示第i条反斜对角线上尚未放皇后(反斜对角线指的是"\"状对角线,该对角线上各点的行列号之差i-j为一个常数)。

int count=0; //计数器,用于计算方法总数
class Queen
{
int i; //成员变量,列号
public:
Queen(int x) //构造函数
{
i=x;
}
void solve(int);//成员函数
};
void Queen::solve(int i)//成员函数的实现
{
int j;
for(j=1;j<9;j++)//遍历行
{
if(a[j]&&b[i+j-2]&&c[i-j+7]) //用于判断并实现:如果在第j行的第i列上放置皇后安全的话,则将一枚皇后放置到那儿。

{
LineNum[i]=j; //记录皇后位置
a[j]=false;
b[i+j-2]=false;
c[i-j+7]=false;
solve(i+1); //递归调用solve
a[j]=true;
b[i+j-2]=true;
c[i-j+7]=true;
}
}
if(i>8) //摆放皇后之后,若i=8即已放满时则递归出口;否则通过solve(i+1);进行递归调用。

{
count++;
cout<<"第"<<count<<"种方案:"<<endl; for(int m=1; m<9; m++)
{
for(int n=1; n<9; n++)
{
if(LineNum[m] == n)
cout<<" Q";
else
cout<<" *";
}
cout<<endl;
}
for(int p=1; p<9; p++)
{
for(int q=1; q<9; q++)
{
if(LineNum[p] == q)
{
cout<<"("<<p<<","<<q<<")";
}
}
}
cout<<endl;
getchar();//暂停以查看结果
}
}
void main()
{
Queen queen(1); //定义一个八皇后对象,并初始化
int i;
for(i=0;i<9;i++) //初始化一个"空棋盘"
{
a[i]=true;
}
for(i=0;i<15;i++)
{
b[i]=true;
c[i]=true;
}
queen.solve(1); //第1列开始的连续8列上均放上皇后cout<<"一共有"<<count<<"种方案!";
}
实验截图如下:
省略第9种到第88种方案。

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