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📅  最后修改于: 2023-12-03 15:37:36.693000             🧑  作者: Mango

在N * N棋盘上放置两个皇后的方式数量

在一个 N * N 大小的棋盘上放置两个皇后,使得它们不在同一行、同一列或同一斜线上,一共有多少种方法呢?

这是一个经典的问题,可以用排列组合和递归的方法来解决。

解法一:排列组合

首先需要确定皇后的位置。第一颗皇后可以放置在棋盘上的任意一个位置,共有 $N^2$ 种可能;第二颗皇后的可选位置则受到第一颗皇后的限制,共有 $(N-1)(N-3)$ 种可能,这里需要减去第二颗皇后所在的行和列,以及被第一颗皇后所攻击的斜线上的格子。

根据乘法原理,共有 $N^2(N-1)(N-3)$ 种放置方式。

解法二:递归

我们可以用递归来求解放置两颗皇后的所有可能情况。

设 $f(n)$ 表示在一个 $n * n$ 的棋盘上放置两颗皇后的所有可能情况。当 $n = 1$ 时,只有一种放置方式,$f(1) = 1$。当 $n > 1$ 时,考虑放置第一颗皇后的位置,共有 $n^2$ 种可能。接下来,第二颗皇后不能在第一颗皇后所在的行、列或斜线上,这里可以用剪枝来减少不必要的计算。

根据加法原理,$f(n)$ 可以表示为:$$ f(n) = \begin{cases} 1, & n = 1 \ n^2 * (n^2 - 1) - 2 * (n - 1)^2 * f(n-2), & n > 1 \end{cases} $$

递归的时间复杂度为 $O(N!)$,但是由于加了剪枝,实际运行的时间可以大大缩短。

总结

两种方法的时间和空间复杂度都比较低,适用于小规模问题的求解。如果需要求解更大规模的问题,可以考虑采用位运算等高效的算法。