N皇后问题JAVA实现源代码.docx

上传人:b****6 文档编号:16690916 上传时间:2023-07-16 格式:DOCX 页数:22 大小:129.05KB
下载 相关 举报
N皇后问题JAVA实现源代码.docx_第1页
第1页 / 共22页
N皇后问题JAVA实现源代码.docx_第2页
第2页 / 共22页
N皇后问题JAVA实现源代码.docx_第3页
第3页 / 共22页
N皇后问题JAVA实现源代码.docx_第4页
第4页 / 共22页
N皇后问题JAVA实现源代码.docx_第5页
第5页 / 共22页
N皇后问题JAVA实现源代码.docx_第6页
第6页 / 共22页
N皇后问题JAVA实现源代码.docx_第7页
第7页 / 共22页
N皇后问题JAVA实现源代码.docx_第8页
第8页 / 共22页
N皇后问题JAVA实现源代码.docx_第9页
第9页 / 共22页
N皇后问题JAVA实现源代码.docx_第10页
第10页 / 共22页
N皇后问题JAVA实现源代码.docx_第11页
第11页 / 共22页
N皇后问题JAVA实现源代码.docx_第12页
第12页 / 共22页
N皇后问题JAVA实现源代码.docx_第13页
第13页 / 共22页
N皇后问题JAVA实现源代码.docx_第14页
第14页 / 共22页
N皇后问题JAVA实现源代码.docx_第15页
第15页 / 共22页
N皇后问题JAVA实现源代码.docx_第16页
第16页 / 共22页
N皇后问题JAVA实现源代码.docx_第17页
第17页 / 共22页
N皇后问题JAVA实现源代码.docx_第18页
第18页 / 共22页
N皇后问题JAVA实现源代码.docx_第19页
第19页 / 共22页
N皇后问题JAVA实现源代码.docx_第20页
第20页 / 共22页
亲,该文档总共22页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
下载资源
资源描述

N皇后问题JAVA实现源代码.docx

《N皇后问题JAVA实现源代码.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《N皇后问题JAVA实现源代码.docx(22页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。

N皇后问题JAVA实现源代码.docx

N皇后问题JAVA实现源代码

2011/2012学年第2学期“算法分析与设计”上机报告

学院/系

信息工程学院计算机科学系

专业

计算机科学与技术

班级

项目名称

N皇后问题

组长

小组成员

1.问题描述...........................................................................................................3

2.算法分析...........................................................................................................3

3.伪代码...............................................................................................................4

4.演示程序设计...................................................................................................5

5.演示界面...........................................................................................................5

6.算法实现...........................................................................................................8

7.总结...................................................................................................................19

8.参考文献..........................................................................................................20

 

1.问题描述:

N皇后问题(n-queenproblem)是一个经典的组合优化问题,也是一个使用回溯法(backtracking)的典型例子。

回溯法是一种系统地搜索问题解的方法。

为了实现回溯,首先需要为为问题定义一个解空间(solutionspace),其至少包含问题的一个解(可能是最优解)。

我们要从中找出满足问题约束条件的解,即可行解(feasiblesolution)。

回溯算法一次扩展一个解,在对部分解进行扩展后,检查到目前为止的解是否为问题的一个解,如果是,则输出;否则,检查是否可以继续扩展。

如果可以,则继续扩展;否则,删除最后添加的元素,尝试当前位置是否有另一元素。

若没有合法的扩展方式,则进行回溯(backtrack)。

N皇后问题要求在一个n×n的棋盘上放置n个皇后,且使得每两个皇后之间都不能相互攻击,即它们中的任意两个都不能位于同一行、同一列或者同一对角线上。

这次的任务就是借助GUI实现N皇后问题的动态演示。

我们设定皇后个数在四个到八个之间可选,所选编程语言为JAVA。

 

2.算法分析:

N皇后问题是回溯法的一个经典例子,它的要求就是要找出在n×n的棋盘上放置n个皇后并使其不能相互攻击的所有解。

设X=(x1,x2,…,xn)表示问题的解,,其中xi表示第i皇后放在第i行所在的列数。

由于不存在两个皇后位于同一列上,因此xi互不相同。

设有两个皇后分别位于棋盘(i,j)和(k,l)处,如果两个皇后位于同一对角线上,则表明它们所在的位置应该满足:

i–j=k–l或i+j=k+l。

综合这两个等式可得,如果两个皇后位于同一对角线上,那么它们的位置关系一定满足|j–l|=|i–k|。

这是对皇后位置的合法性的判定,由函数PLACE来完成。

N-QUEEN函数功能是求出N皇后问题的所有解。

它在循环体中计算xk的值,并对每一个xk的值,调用PLACE过程测试它的合法性,即寻找满足约束条件的xk的值。

如果找到了一个合法的放置位置,就进一步测试求得的(x1,x2,…,xk)是否为问题的解。

如果是,就将其输出;否则,就将k的值增加1继续循环,即继续寻找下一个皇后合法的位置。

如果不存在合法的xk值,就将k的值减1进行回溯。

 

3.伪代码:

N-QUEEN(n)

1x[1]←0//第一个皇后的列位置初始化

2k←1//当前列

3whilek>0do

4x[k]←x[k]+1//到下一列

5whilex[k]≤n&notPLACE(k)do

6x[k]←x[k]+1

7ifx[k]≤n//找到一个位置

8thenifk=n//测试是否为问题的解

9thenoutput(X)//输出解

10elsek←k+1//转下一行,即给下一个皇后找位置

11x[1]←0//初始化当前皇后列取值

12elsek←k-1//回溯

13return

PLACE(k)

1i←1

2whilei

3if(x[i]=x[k]orabs(x[i]-x[k])=abs(i-k))//同一列或同一对角线有

//两个皇后

4thenreturn(false)

5i←i+1

6return(true)

4.演示程序设计:

逐个输出所有的解

 

选择皇后个数调用N皇后问题算法显示解的个数

 

控制

功能按钮动态演示皇后的布局

 

5.演示界面

(1)初始界面

(2)示例界面(例如选择8个皇后时)

界面功能介绍:

1.单选选项:

选择皇后的个数,限定选择4个到8个之间;

2.小文本框:

输出相应皇后个数的解的个数;

3.大文本域:

逐个输出相应皇后个数的所有解;

4.中间区域:

显示相应皇后个数的棋盘和可行的皇后布局;

5.“开始演示”按钮:

点击开始执行演示过程;

6.“暂停”按钮:

点击暂停演示过程,再次点击“开始演示”按钮继续演示过程;

7.“清空”按钮:

点击把3中的内容清空;

8.滑动条:

拖动滑块可以在任意时刻调整演示速度。

 

(3)选择其它皇后个数时

1.4个

 

2.5个

 

3.6个

4.7个

6.算法实现:

importjava.applet.Applet;

importjava.awt.BorderLayout;

importjava.awt.Color;

importjava.awt.Container;

importjava.awt.Graphics;

importjava.awt.Graphics2D;

importjava.awt.GridLayout;

importjava.awt.TextArea;

importjava.awt.Toolkit;

importjava.awt.event.ActionEvent;

importjava.awt.event.ActionListener;

importjava.awt.event.ItemEvent;

importjava.awt.event.ItemListener;

importjava.awt.event.WindowAdapter;

importjava.awt.event.WindowEvent;

importjava.util.Hashtable;

importjavax.swing.BorderFactory;

importjavax.swing.ButtonGroup;

importjavax.swing.JButton;

importjavax.swing.JFrame;

importjavax.swing.JLabel;

importjavax.swing.JPanel;

importjavax.swing.JRadioButton;

importjavax.swing.JScrollPane;

importjavax.swing.JSlider;

importjavax.swing.JTextField;

importjavax.swing.event.ChangeEvent;

importjavax.swing.event.ChangeListener;

publicclassNQueenimplementsItemListener,ActionListener,ChangeListener

{

JFramef=newJFrame("NQUEENPROBLEMDEMO");

Containercp=f.getContentPane();

int[]x=newint[10];

int[][]X=newint[10000][10];

String[]str=newString[10000];

intm=4,a=1,b=1,counter=0,j=1;

Panel4panel4=newPanel4();

TextAreat1=newTextArea(30,40);

JTextFieldt2=newJTextField(10);

JRadioButtonr1=newJRadioButton("4个");

JRadioButtonr2=newJRadioButton("5个");

JRadioButtonr3=newJRadioButton("6个");

JRadioButtonr4=newJRadioButton("7个");

JRadioButtonr5=newJRadioButton("8个");

JButtonbutton1=newJButton("开始演示");

JButtonbutton2=newJButton("暂停");

JButtonbutton3=newJButton("清空");

JSliderslider1=newJSlider(20,100);

javax.swing.Timertimer1;

/////////////////////////////////////////////窗口的布局//////////////////////////////////////

publicNQueen()

{

cp.setLayout(newBorderLayout(20,20));

t2.setBorder(BorderFactory.createTitledBorder("解的个数:

"));

JScrollPanescrollPane1=newJScrollPane(t1);

scrollPane1.setBorder(BorderFactory.createTitledBorder("展示所有解:

"));

JPanelpanel1=newJPanel();

panel1.setLayout(newGridLayout(2,1,10,20));

JPanelpanel2=newJPanel();

panel2.setLayout(newGridLayout(6,1));

panel2.setBorder(BorderFactory.createTitledBorder("请选择皇后的个数:

"));

JPanelpanel3=newJPanel();

panel3.setLayout(newGridLayout(4,1,10,10));

r1.addItemListener(this);

r2.addItemListener(this);

r3.addItemListener(this);

r4.addItemListener(this);

r5.addItemListener(this);

button1.addActionListener(this);

button2.addActionListener(this);

button3.addActionListener(this);

slider1.setPaintTicks(true);

slider1.setMajorTickSpacing(40);

slider1.setMinorTickSpacing(20);

slider1.setPaintLabels(true);

slider1.setPaintTrack(true);

slider1.setSnapToTicks(true);

slider1.addChangeListener(this);

slider1.setBorder(BorderFactory.createTitledBorder("调节演示的速度"));

timer1=newjavax.swing.Timer(slider1.getValue()*25,this);

Hashtabletable=newHashtable();

table.put(newInteger(20),newJLabel("快"));

table.put(newInteger(100),newJLabel("慢"));

slider1.setLabelTable(table);

ButtonGroupbuttong1=newButtonGroup();

buttong1.add(r1);

buttong1.add(r2);

buttong1.add(r3);

buttong1.add(r4);

buttong1.add(r5);

panel1.add(panel2);

panel1.add(panel3);

panel2.add(r1);

panel2.add(r2);

panel2.add(r3);

panel2.add(r4);

panel2.add(r5);

panel2.add(t2);

panel3.add(button1);

panel3.add(button2);

panel3.add(button3);

panel3.add(slider1);

cp.add(panel1,BorderLayout.WEST);

cp.add(panel4,BorderLayout.CENTER);

cp.add(scrollPane1,BorderLayout.EAST);

f.setSize(865,600);

f.setVisible(true);

f.addWindowListener(newWindowAdapter(){

publicvoidwindowClosing(WindowEvente){

System.exit(0);

}

});

}

////////////////////////////////////N皇后算法/////////////////////////////////////////////

publicvoidnqueen(intn)

{

intk;

x[1]=0;

k=1;

for(inti=0;i<10000;i++)

{

str[i]="";

}

while(k>0&&k<=n)

{

x[k]=x[k]+1;

while(x[k]<=n&&place(k)==false)

{

x[k]=x[k]+1;

}

if(x[k]<=n)

if(k==n)

{

counter++;

for(inti=1;i<=n;i++)

{

X[a][i]=x[i];

str[a]=str[a]+x[i]+",";

}

a++;

System.out.print("\n");

}

else

{

k=k+1;

x[k]=0;

}

else

k=k-1;

}

return;

}

///////////////////////判断皇后位置的合法性///////////////////

publicbooleanplace(intb)

{

intk=b,i=1;

while(i

{

if(x[i]==x[k]||Math.abs(x[i]-x[k])==Math.abs(i-k))

return(false);

i=i+1;

}

return(true);

}

//////////////////////////////////////主方法//////////////////////////////////////////////

/**

*@paramargs

*/

publicstaticvoidmain(String[]args)

{

newNQueen();

//TODOAuto-generatedmethodstub

}

////////////////////////////////////////画棋盘和皇后的位置///////////////////////////////////////

@SuppressWarnings("serial")

publicclassPanel4extendsApplet

{

publicvoidpaint(Graphicsg)

{

super.paint(g);

Graphics2Dg2=(Graphics2D)g;

g2.setColor(Color.white);

g2.fillRect(0,0,500,600);

g.setColor(Color.black);

for(inti=0;i<=m;i++)

{

g2.drawLine(i*(240/m)+20,20,i*(240/m)+20,260);

g2.drawLine(20,i*(240/m)+20,260,i*(240/m)+20);

}

g2.setColor(Color.blue);

for(inti=1;i<=m;i++)

{

g2.drawString("Q",30+(X[j][i]-1)*(240/m),10+i*(240/m));

}

}

}

//////////////////////////////////////////////皇后个数的选择//////////////////////////////////////////

@SuppressWarnings("static-access")

@Override

publicvoiditemStateChanged(ItemEvente)

{

if(e.getStateChange()==e.SELECTED)

{

if(e.getSource()==r1)

{

m=4;

a=1;b=1;j=1;counter=0;

nqueen(m);

t2.setText(""+counter);

panel4.repaint();

System.out.print(m);

}

if(e.getSource()==r2)

{

m=5;

a=1;b=1;j=1;counter=0;

nqueen(m);

t2.setText(""+counter);

panel4.repaint();

System.out.print(m);

}

if(e.getSource()==r3)

{

m=6;

a=1;b=1;j=1;counter=0;

nqueen(m);

t2.setText(""+counter);

panel4.repaint();

System.out.print(m);

}

if(e.getSource()==r4)

{

m=7;

a=1;b=1;j=1;counter=0;

nqueen(m);

t2.setText(""+counter);

panel4.repaint();

System.out.print(m);

}

if(e.getSource()==r5)

{

m=8;

a=1;b=1;j=1;counter=0;

nqueen(m);

t2.setText(""+counter);

panel4.repaint();

System.out.print(m);

}

}

//TODOAuto-generatedmethodstub

}

/////////////////////////////////////////////////按钮功能的实现/////////////////////////////////////////////

@Override

publicvoidactionPerformed(ActionEvente)

{

if(e.getSource()==button1)

{

j=0;

timer1.start();

Toolkit.getDefaultToolkit().beep();

}

if(e.getSource()==button2)

{

timer1.stop();

To

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索
资源标签

当前位置:首页 > PPT模板 > 商务科技

copyright@ 2008-2023 冰点文库 网站版权所有

经营许可证编号:鄂ICP备19020893号-2