C0276 [USACO]跳棋的挑战

内存限制:256 MB 时间限制:1000 ms

题目描述

检查一个如下的 $6 \times 6$ 的跳棋棋盘,有六个棋子被放置在棋盘上,使得每行、每列最多有一个,每条对角线(包括两条主对角线的所有平行线)上至多有一个棋子。

0   1   2   3   4   5   6
  -------------------------
1 |   | O |   |   |   |   |
  -------------------------
2 |   |   |   | O |   |   |
  -------------------------
3 |   |   |   |   |   | O |
  -------------------------
4 | O |   |   |   |   |   |
  -------------------------
5 |   |   | O |   |   |   |
  -------------------------
6 |   |   |   |   | O |   |
  -------------------------

上面的布局可以用序列 2 4 6 1 3 5 来描述,第 $i$ 个数字表示在第 $i$ 行的相应位置有一个棋子,如下:

行号 1 2 3 4 5 6 
列号 2 4 6 1 3 5 

这只是跳棋放置的一个解。请编一个程序找出所有跳棋放置的解。并把它们以上面的序列方法输出。解按字典顺序排列。请输出前 3 个解。最后一行是解的总个数。

输入格式

一个数字 $N (6 \le N \le 13)$ 表示棋盘是 $N \times N$ 大小的。

输出

前三行为前三个解,每个解的两个数字之间用一个空格隔开。第四行只有一个数字,表示解的总数。

样例

样例输入 1

6

样例输出 1

2 4 6 1 3 5 3 6 2 5 1 4 4 1 5 2 6 3 4

提示

【提示 1】

使用递归:

function placequeen(column) {   # place columns 0..max-1
	if (column == max) { deal with answer; return; }
        for (row = 0; row < max; row++)  {
            if (canplacequeen (row)) {
		mark queen placed at column,row;
		placequeen(column+1);
		un-mark queen placed at column,row;
	    }
        }
    }

【提示 2】

尽量减少频繁搜索的次数。通常最好的方法是以空间换时间。当检测某个皇后能否放在某一行时,存一个数组表示是否有皇后已经被放在那儿:

function placequeen(column) {   # place columns 0..max-1
	if (column == max) { deal with answer; return; }
        for (row = 0; row < max; row++)  {
            if (rowok[row] && canplacequeen(row,column)) {
		rowok[row] = 1;
		mark queen placed at column,row;
		placequeen(column+1);
		un-mark queen placed at column,row;
		rowok[row] = 0;
	    }
        }
    }

【提示3】

使用“让一切绝对化(absolutely everything)”(在搜索中)您能避免程序中频繁的重复。不仅要记录下合法的皇后所在的那一行,还要标记所在的两条对角线(也就是象 ‘/’ 和 ‘\’ 的两条)使用大小为 $2*max - 1$ 的布尔数组来判断其他皇后所在的对角线是否合法。

【提示 4】

对称:您能否通过利用旋转、对称来削减一半或 3/4 的枚举量?[提示:能]

【提示5】

还是超时吗?如果你已经编好各个模块并且有检查对角线的子程序或者还有别的,把它们的代码移动到主过程中,调用子程序的消耗很重要。

【提示6】

多数成功的Java题解用位运算存储“用过的行(列、对角线)”。