11 天前

一种非递归的、空间高效的盲法求解N皇后问题所有可能解的方法

{Sarbajit Manna, Suklav Ghosh}
摘要

N皇后问题是指在N×N的国际象棋棋盘上放置N个皇后,使得任意两个皇后之间互不攻击。国际象棋中的皇后可以沿水平、垂直和对角线方向移动,因此,任意两个皇后在上述三个方向上均不能处于同一行、同一列或同一对角线上。科学界普遍认为,该问题的分支因子近似呈线性增长。借助人工智能中的搜索策略,如广度优先搜索(Breadth-First Search, BFS)、深度优先搜索(Depth-First Search, DFS)以及回溯算法,众多学者已对该问题进行了深入研究,并提出了多种求解N皇后问题的有效方法。采用无信息搜索策略(即“盲目搜索”)的解法,如BFS和DFS,通常依赖递归实现;同样,回溯算法也通过递归方式求解该问题。然而,所有这些递归算法均依赖系统栈进行函数调用管理,而系统栈空间有限。因此,当N值较小时,递归调用便可能迅速耗尽内存资源,尽管具体表现仍与计算机硬件性能相关。本文针对上述问题,提出一种基于非递归深度优先搜索(DFS)的求解方法,旨在减少系统内存的占用。在本研究中,DFS被作为无信息搜索(即盲目搜索)的典型方法加以应用。实验结果表明,该方法在时间和空间效率方面均取得了显著优化,展现出良好的性能表现。

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