N-Queen問題を解決するためのC++プログラム

この問題は、チェス盤でN人の女王の配置を見つけて、女王がボード上の他の女王を攻撃できないようにすることです。

チェスの女王は、水平、垂直、水平、斜めの方法であらゆる方向に攻撃できます。

バイナリマトリックスは、クイーンが他のクイーンを攻撃できないNクイーンの位置を表示するために使用されます。ここでは、8つのクイーンの問題を解決します。

入力

チェス盤のサイズ。ここでは8です（8 x 8は通常のチェス盤のサイズです）。

出力

Nクイーンを配置できる行と列を表す行列。

ソリューションが存在しない場合は、falseが返されます。

1 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 1 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 1
0 1 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0

この出力では、値1はクイーンの正しい場所を示しています。

0は、チェス盤の空白を示します。

アルゴリズム

isValid（board、row、col）

Begin
   if there is a queen at the left of current col, then
      return false
   if there is a queen at the left upper diagonal, then
      return false
   if there is a queen at the left lower diagonal, then
      return false;
   return true //otherwise it is valid place
End

solutioneNQueen（board、col）

Begin
   if all columns are filled, then
      return true
   for each row of the board, do
      if isValid(board, i, col), then
         set queen at place (i, col) in the board
         if solveNQueen(board, col+1) = true, then
            return true
         otherwise remove queen from place (i, col) from board.
      done
   return false
End

例

#include<iostream>
using namespace std;
#define N 4
void printBoard(int board[N][N]) {
   for (int i = 0; i < N; i++) {
      for (int j = 0; j < N; j++)
         cout << board[i][j] << " ";
         cout << endl;
   }
}
bool isValid(int board[N][N], int row, int col) {
   for (int i = 0; i < col; i++) //check whether there is queen in the left or not
      if (board[row][i])
         return false;
   for (int i=row, j=col; i>=0 && j>=0; i--, j--)
      if (board[i][j]) //check whether there is queen in the left upper diagonal or not
         return false;
   for (int i=row, j=col; j>=0 && i<N; i++, j--)
      if (board[i][j]) //check whether there is queen in the left lower diagonal or not
         return false;
   return true;
}
bool solveNQueen(int board[N][N], int col) {
   if (col >= N) //when N queens are placed successfully
      return true;
   for (int i = 0; i < N; i++) { //for each row, check placing of queen is possible or not
      if (isValid(board, i, col) ) {
         board[i][col] = 1; //if validate, place the queen at place (i, col)
         if ( solveNQueen(board, col + 1)) //Go for the other columns recursively
            return true;
         board[i][col] = 0; //When no place is vacant remove that queen
      }
   }
   return false; //when no possible order is found
}
bool checkSolution() {
   int board[N][N];
   for(int i = 0; i<N; i++)
   for(int j = 0; j<N; j++)
   board[i][j] = 0; //set all elements to 0
   if ( solveNQueen(board, 0) == false ) { //starting from 0th column
      cout << "Solution does not exist";
      return false;
   }
   printBoard(board);
   return true;
}
int main() {
   checkSolution();
}

出力

1 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 1 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 1
0 1 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0