本简介提供了一个基于C语言的数据结构上机实验指导,通过解决经典的八皇后问题来演示栈的应用。参与者将学习如何利用栈特性有效寻找棋盘上的合法解法。
实验二:八皇后问题(栈)
**实验目的**:
熟练掌握栈操作的基本算法实现。
**实现功能**:
利用回溯法和栈来解决八皇后问题,在8×8的国际象棋棋盘上放置8个皇后,确保没有一个皇后能够“吃掉”任何其他一个。即在摆放过程中避免出现两个或更多的皇后位于同一行、列或者对角线上。
**设计思路**:
数据结构定义如下:
```c
enum boolean { false, true };
boolean a[9], b[17], c[17]; // 检查皇后之间是否冲突。皇后位置安全性可用逻辑表达式:a[j] && b[i+j] && c[i-j+9]
int s[9]; // s[1..8]表示顺序栈,其中下标值代表皇后的行号,而栈中的内容则为对应的列号。
```
算法步骤如下:
(1)初始化当前行为第1行,当前列为第1列;
(2)当处理的行数不超过8时循环执行以下操作:
(3)从当前位置开始检查每一列是否可以放置皇后,并寻找一个安全的位置;
(4)如果找到了一个符合条件的安全位置,则将该位置记录到栈中并进入下一行进行同样的试探,同时重置当前列为第1列。
(5)如果没有找到安全位置,则需要执行回溯操作——即从栈顶弹出最近一次放置皇后的信息(恢复之前的状态),然后在该行的下一列继续尝试放置皇后;
(6)重复上述步骤直到所有可能的情况都被检查完毕,程序结束。