c语言八皇后问题程序设计.docx
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c语言八皇后问题程序设计
2014年春季学期
《C项目设计》报告
题目：
八皇后问题
学号：
092213112
姓名：
刘泽中
组名：
1
指导教师：
宋东兴
日期：
2014.05.15
一、问题描述
1.八皇后问题:
是一个古老而著名的问题。
该问题是十九世纪著名的数学家高斯1850年提出：
在8×8棋盘上摆放八个皇后，使其不能互相攻击，即任意两个皇后都不能处于同一行、同一列或同一斜线上，问有多少种摆法？
2.解决八皇后问题的关键在于：
（1）找到合理的数据结构存放棋子的摆放位置。
（2）要有合理的冲突检查算法。
采用的方法是，先把8个棋子摆在棋盘上，每行摆一个，然后去检查这种摆放是否有冲突，如果没有冲突，即找到了一种解决方案。
由于皇后的摆放位置不能通过某种公式来确定，因此对于每个皇后的摆放位置都要进行试探和纠正，这就是“回溯”的思想。
在8个皇后未放置完成前，每行摆放一个皇后，摆放第i个皇后和第i+1个皇后的试探方法是相同的，因此完全可以采用递归的方法来处理。
二、总体设计与分析
1.设计效果
画一个8*8的国际象棋盘，在棋盘某一位置上放一棋子，并让它按从左到右的方向自动运动，用户可以使用光标键调整棋子运动的方向，找出所有可能的摆放方案，将包含指定的棋子的（如3行4列）摆放方案找出并显示出来。
。
2.、总体设计
程序总体分为两大块：
（1）八皇后摆法的寻找；
（2）棋盘及棋子的设计。
3、详细模块
（1）八皇后摆法的寻找：
intchess[8][8]={0};//二维数组表示8*8棋盘,全部清0,（0代表该位没有放棋子）
voidqueen（inti,intn）{//i表示从第i行起为后续棋子选择合适位置，n代表n*n棋盘
if（i==n）
output（n）;//输出棋盘当前布局;
else{
for（j=0;jchess[i][j]=1;//在第i行，j列上放一棋子
if（!
canAttack（i,j））//如果当前布局合法,不受前i-1行的攻击
queen（i+1,n）;//递归摆放i+1行
chess[i][j]=0;//移走第i行，j列的棋子
}
}
}
intcanAttack（inti,intj）{//判断0到i-1行已摆放的棋子，对[i,j]位置是否可以攻击
for（m=0;mfor（n=0;n<8;n++）{
if（chess[m][n]==1）{
if（m==i||n==j）return1;
if（m+n==i+j||m-n==i-j）return1;
}
}
}
return0;
}
voidoutput（）{//输出一组解，即打印出8个皇后的坐标
for（inti=0;i<8;i++）{
for（intj=0;j<8;j++）{
if（chess[i][j]==1）{
printf（"（%d,%d）",i,j）;
}
}
}
printf（“\n”）;
}
intmain（）{
queen（0,8）;
return0;
}
（2）棋盘及棋子的设计：
voiddrawBlock（inti,intj）{//棋盘的设计（每一个小方块）
intx0,y0,x1,y1;
x0=ORGX+j*W;
y0=ORGY+i*H;
x1=x0+W-1;
y1=y0+H-1;
setcolor（WHITE）;
rectangle（x0,y0,x1,y1）;
setfillstyle（1,LIGHTGRAY）;
floodfill（x0+1,y0+1,WHITE）;
setcolor（WHITE）;
line（x0,y0,x1,y0）;
line（x0,y0,x0,y1）;
setcolor（BLACK）;
line（x1,y0,x1,y1）;
line（x0,y1,x1,y1）;
}
voiddrawBall（Ballball）{//棋子的设计
intx0,y0;
x0=ball.startX+ball.c*ball.w+ball.w/2;
y0=ball.startY+ball.r*ball.h+ball.h/2;
setcolor（RED）;
setfillstyle（1,RED）;
fillellipse（x0,y0,10,10）;
}
4.程序设计思路：
先设计程序，找到八皇后的摆放位置，方法是：
先把8个棋子摆在棋盘上，每行摆一个，然后去检查这种摆放是否有冲突，如果没有冲突，即找到了一种解决方案。
采用递归方法和“回溯”思想，找到8*8棋盘上的各种摆法，并把它打印显示出来，共92种。
然后用TC进行图形编程，画出精美的棋盘，设计好棋子，从显示棋盘，显示棋子，上下左右移动棋子，一步一步，减少错误率。
最后，将棋盘棋子和八皇后摆放的代码结合一起，做出可以使用光标键调整棋子运动
方向，找出所有可能的摆放方案，将包含指定的棋子的（如3行4列）摆放方案找出并显示出来的效果。
整个大程序看起来很复杂，但是把其分成二大块，最后再合成，便显得很容易多了。
三、相关代码
1.typedefstruct{//定义一个棋子数据结构
intr,c;//棋子在棋盘上的的行，列坐标
inth,w;//棋子所在方块的高度和宽度
intstartX,startY;//棋盘在屏幕的起始坐标，画棋子定位所用
enumDirectiondir;
}Ball;
2.voidinit（）{//初始化
intgdriver,gmode;
gdriver=DETECT;
initgraph（&gdriver,&gmode,"c:
\\tc30\\bgi"）;
cleardevice（）;
}
3.voiddrawTable（）{//画棋盘
inti,j,size;
for（i=0;ifor（j=0;jdrawBlock（i,j）;//画小方块
}
}
size=imagesize（50,50,50+7*W+W-1,50+7*H+H-1）;//计算大小，保存到缓存区
buff1=（void*）malloc（size）;
getimage（50,50,50+7*W+W-1,50+7*H+H-1,buff1）;//将整个棋盘保存的缓存区
}
4.voiddrawBlock（inti,intj）{//参数代表小方块在棋盘上的第i行，第j列intx0,y0,x1,y1;
x0=ORGX+j*W;
y0=ORGY+i*H;
x1=x0+W-1;
y1=y0+H-1;
setcolor（WHITE）;
rectangle（x0,y0,x1,y1）;
setfillstyle（1,LIGHTGRAY）;//设置小方块的填充色
floodfill（x0+1,y0+1,WHITE）;
setcolor（WHITE）;//增加立体感，设置白色
line（x0,y0,x1,y0）;
line（x0,y0,x0,y1）;
setcolor（BLACK）;
line（x1,y0,x1,y1）;
line（x0,y1,x1,y1）;
}
5.voiddrawBall（Ballball）{//画棋子
intx0,y0;
x0=ball.startX+ball.c*ball.w+ball.w/2;//计算圆心坐标
y0=ball.startY+ball.r*ball.h+ball.h/2;
setcolor（RED）;
setfillstyle（1,RED）;
fillellipse（x0,y0,10,10）;
}
6.voidmove（Ball*ball,introls,intcols）{//棋子移动switch（ball->dir）{
caseKEY_UP:
ball->r--;;if（ball->r<0）ball->r=rols-1;break;
caseKEY_DOWN:
ball->r++;if（ball->r==rols）ball->r=0;break;
caseKEY_LEFT:
ball->c--;if（ball->c<0）ball->c=cols-1;break;
caseKEY_RIGHT:
ball->c++;if（ball->c==cols）ball->c=0;break;
}
}
7.voidinit2（Ball*ball,intr,intc,intsize,intx0,inty0）{//初始化一个棋子
ball->r=r;
ball->c=c;
ball->h=ball->w=size;
ball->startX=x0;
ball->startY=y0;
}
8.voidclearBall（）{//将缓存区的棋盘拿出来
putimage（50,50,buff1,COPY_PUT）;
}
9.voidchangeDir（Ball*ball,enumDirectiondir）{//运动方向
ball->dir=dir;
}
10.voidfun（Ballball）{//当前棋子的坐标
xx=ball.r;
xy=ball.c;
}
11.voidqueen（inti）{//i表示从第i行起为后续棋子选择合适位置
intj;
if（i==8）
outputa（）;
else{
for（j=0;j<8;j++）{
chess[i][j]=1;//二维数组表示8*8棋盘（0代表该位没有放棋子）
if（!
canAttack（i,j））//如果当前布局可行，不受i-1行的攻击
queen（i+1）;//递归摆放i+1行
chess[i][j]=0;//移走第i行，j列的棋子
}
}
}
12.intcanAttack（inti,intj）{//判断0到i-1行已摆放的棋子，
对[i,j]位置是否可以攻击
intm,n;
for（m=0;mfor（n=0;n<8;n++）{
if（chess[m][n]==1）{
if（m==i||n==j）return1;
if（m+n==i+j||m-n==i-j）return1;
}
}
}
return0;
}
13.voidoutputa（）{
BallmyBall;
inti,j,a=0,b=0;
for（i=0;i<8;i++）{//输出一组解，坐标分别保存到两个数组里
for（j=0;j<8;j++）{
if（chess[i][j]==1）{
fa[a++]=i;
fb[b++]=j;
}
}
}
if（fam==0）{//判断是否为全部输出，fam为1时输出全部92种解
for（i=0;i<8;i++）
if（fa[i]==xx&&fb[i]==xy）{//如果有坐标与当前棋子坐标相同时
delay（800）;//延时800毫秒
clearBall（）;//清空棋子
flap++;//计数当前棋子位置满足要求的个数
for（i=0;i<8;i++）{//画出一组解
init2（&myBall,fa[i],fb[i],W,ORGX,ORGY）;
drawBall（myBall）;
}
}
}
else{//否则全部输出92种解
delay（800）;
clearBall（）;
for（i=0;i<8;i++）{
init2（&myBall,fa[i],fb[i],W,ORGX,ORGY）;
drawBall（myBall）;
}
}
t++;//计数器，用来计算总共多少组解
a=b=0;
}
四、调试分析
1.程序初始界面：
2.随机移动到某点：
3.按ENTER键，寻找包含当前棋子的解：
4.按TAB键，显示全部92种解：
五：
软件说明书及设计总结
1.软件说明：
用户运行程序，可自由移动棋子，当按ENTER键时，可显示包含当前用户选择棋子位所有八皇后的解，当显示完毕后，下方会输出八皇后解的总数以及当前坐标位置的解的个数。
当按下TAB键时，屏幕以800毫秒的延时显示全部92种八皇后的解。
当用户按ESC键时，退出本程序。
2.总结：
本程序虽然能显示所有摆法，但是还是有很多不足的地方，比如不能够多姿多彩的显示，由于自己本身编程能力问题，以及时间问题，许多细节并不是处理的很好，使得程序的功能并不是很丰富，界面也不是很美观，但是本程序也有其优点：
简洁、明了，易于操作，并且可以把所有的解一目了然的输出直观的显示出来。
在实际操作过程中对犯的一些错误还会有意外的收获，对老师上课所讲的一些函数的应用更有了深刻的理解，这次实训是老师给了范例程序，经过自己的改写，基本实现了要求，以后会尽量自己动手去查资料等等。
六、附录：
部分程序代码
******************************START*******************************
#include
#include
#include
#include
#include"bios.h"
#defineROW8
#defineCOL8
#defineW40
#defineH40
#defineORGX50
#defineORGY50
#defineKEY_UP0x4800
#defineKEY_DOWN0x5000
#defineKEY_LEFT0x4b00
#defineKEY_RIGHT0x4d00
#defineESC0x11b
#defineENTER0x1c0d
#defineTAB0xf09
into=0,p=0,fam=0,flap=0;
intxx=3,xy=3,t=0,we=0;
intfa[10]={0,1,2,3,4};
intfb[10]={3,1,6,2,5};
intchess[8][8]={0};
intstr[20];
voidoutputa（）;
void*buff1;
voiddrawBlock（inti,intj）;
typedefstruct{
intr,c;
inth,w;
intstartX,startY;
enumDirectiondir;
}Ball;
voidinit（）{
intgdriver,gmode;
gdriver=DETECT;
initgraph（&gdriver,&gmode,""）;
cleardevice（）;
}
voiddrawTable（）{
inti,j,size;
for（i=0;ifor（j=0;jdrawBlock（i,j）;
}
}
size=imagesize（50,50,50+7*W+W-1,50+7*H+H-1）;
buff1=（void*）malloc（size）;
getimage（50,50,50+7*W+W-1,50+7*H+H-1,buff1）;
}
voiddrawBlock（inti,intj）{
intx0,y0,x1,y1;
x0=ORGX+j*W;
y0=ORGY+i*H;
x1=x0+W-1;
y1=y0+H-1;
setcolor（WHITE）;
rectangle（x0,y0,x1,y1）;
setfillstyle（1,LIGHTGRAY）;
floodfill（x0+1,y0+1,WHITE）;
setcolor（WHITE）;
line（x0,y0,x1,y0）;
line（x0,y0,x0,y1）;
setcolor（BLACK）;
line（x1,y0,x1,y1）;
line（x0,y1,x1,y1）;
}
voidinit2（Ball*ball,intr,intc,intsize,intx0,inty0）{
ball->r=r;
ball->c=c;
ball->h=ball->w=size;
ball->startX=x0;
ball->startY=y0;
}
voiddrawBall（Ballball）{
intx0,y0;
x0=ball.startX+ball.c*ball.w+ball.w/2;
y0=ball.startY+ball.r*ball.h+ball.h/2;
setcolor（RED）;
setfillstyle（1,RED）;
fillellipse（x0,y0,10,10）;
}
voidchangeDir（Ball*ball,enumDirectiondir）{
ball->dir=dir;
}
voidmove（Ball*ball,introls,intcols）{
switch（ball->dir）{
caseKEY_UP:
ball->r--;;if（ball->r<0）ball->r=rols-1;break;
caseKEY_DOWN:
ball->r++;if（ball->r==rols）ball->r=0;break;
caseKEY_LEFT:
ball->c--;if（ball->c<0）ball->c=cols-1;break;
caseKEY_RIGHT:
ball->c++;if（ball->c==cols）ball->c=0;break;
}
}
voidclearBall（）{
putimage（50,50,buff1,COPY_PUT）;
}
voidqueen（inti）{
intj;
if（i==8）
outputa（）;
else{
for（j=0;j<8;j++）{
chess[i][j]=1;
if（!
canAttack（i,j））
queen（i+1）;
chess[i][j]=0;
}
}
}
intcanAttack（inti,intj）{
intm,n;
for（m=0;mfor（n=0;n<8;n++）{
if（chess[m][n]==1）{
if（m==i||n==j）return1;
if（m+n==i+j||m-n==i-j）return1;
}
}
}
return0;
}
voidoutputa（）{
BallmyBall;
inti,j,a=0,b=0;
for（i=0;i<8;i++）{
for（j=0;j<8;j++）{
if（chess[i][j]==1）{
fa[a++]=i;
fb[b++]=j;
}
}
}
if（fam==0）{
for（i=0;i<8;i++）
if（fa[i]==xx&&fb[i]==xy）{
delay（800）;
clearBall（）;
flap++;
for（i=0;i<8;i++）{
init2（&myBall,fa[i],fb[i],W,ORGX,ORGY）;
drawBall（myBall）;
}
}
}
else{
delay（800）;
clearBall（）;
for（i=0;i<8;i++）{
init2（&myBall,fa[i],fb[i],W,ORGX,ORGY）;
drawBall（myBall）;
}
}
t++;
a=b=0;
}
voidfun（Ballball）{
xx=ball.r;
xy=ball.c;
}
intmain（）{
intkey;
inti;
BallmyBall;
Ballball;
init（）;
drawTable（）;
init2（&myBall,3,3,W,ORGX,ORGY）;
drawBall（myBall）;
settextstyle（0,0,1）;
textcolor（RED）;
gotoxy（22,2）;
printf（"EightQueens"）;
while
（1）{
key=bioskey（0）;
switch（key）{
caseKEY_UP:
changeDir（&myBall,KEY_UP）;break;
caseKEY_DOWN:
changeDir（&myBall,KEY_DOWN）;break;
caseKEY_LEFT:
changeDir（&myBall,KEY_LEFT）;break;
caseKEY_RIGHT:
changeDir（&myBall,KEY_RIGHT）;break;
caseESC:
exit（0）;
}
if（key==ENTER）{
fun（myBall）;
fam=0;
queen（0）;
gotoxy（10,25）;
printf（"total=%d",t）;
gotoxy（30,25）;
printf（"in（%d,%d）=%d",xx+1,xy+1,flap）;
flap=0;
t=0;
}
elseif（key==TAB）{
fam=1;queen（0）;
t=0;
}
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