queens

algo/second/queens.c

@@ -0,0 +1,162 @@
+/* Задача о ферзях */
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#define _DEBUG
+
+/* Глобальная переменная для количества решений, удобнее, чем таскать указатель на счетчик по рекурсии */
+int SOLUTIONS = 0;
+
+int **create_array(int N);
+void delete_array(int **array, int N);
+void print_array(int **array, int N);
+void solve(int **array, int *lines, int N);
+int **copy_array_2d(int **array, int N);
+int *copy_array_1d(int *array, int N);
+int first_empty_line(int *arrray, int N);
+int array_is_any_empty(int *array, int N);
+int count_busy_lines(int *array, int N);
+void put_the_queen(int **chessboard, int *lines, int N, int column, int line);
+
+int main() {
+	int N;
+	/* Во время отладки явно задаем размер */
+#ifdef _DEBUG
+	N = 4;
+#else
+	scanf("%d", &N); 
+#endif
+	int **chessboard = NULL;
+	/*
+	 * lines содержит информацию о расстановке ферзей по строкам (занято-не занято)
+	 * lines[0] - 1 строка и т.д.
+	*/
+	int *lines = NULL;
+	chessboard = create_array(N);
+	lines = (int*)calloc(N, sizeof(int));
+
+	solve(chessboard, lines, N);
+	printf("%d", SOLUTIONS);
+	
+	delete_array(chessboard, N);
+	free(lines);
+}
+
+/*
+ * 0 - пустая клетка;
+ * 1 - клетка, которую бьёт ферзь;
+ * 2 - клетка, в которой стоит ферзь;
+ * Если данный столбец (строка находится из lines) не занят, ставим туда ферзя и красим фрагменты доски, которые бьет новый ферзь в 1
+ * Если столбец занят, то пропускаем
+*/
+void solve(int **chessboard, int *lines, int N) {
+	/* Если больше нет пустых строк(без ферзей), мы заполнили доску ферзями */
+	if (!array_is_any_empty(lines, N)) {
+		print_array(chessboard, N);
+		SOLUTIONS++;
+	}
+	else {
+		/* Создаем копию текущего состояния */
+		int **chessboard1 = copy_array_2d(chessboard, N);
+		int *lines1 = copy_array_1d(lines, N);
+		/* Ищем первую строку без ферзя на ней */
+		int line = first_empty_line(lines1, N);
+		/* Будем пробовать ставить ферзя на разные места в строке */
+		for (int column = 0; column < N; column++) {
+			put_the_queen(chessboard1, lines1, N, column, line);	
+			/* Если смогли поставить ферзя (т.е. кол-во пустых строк стало не равно предыдущему значению), то рекурсивно рассматриваем дальше */
+			if (!(count_busy_lines(lines1, N) == count_busy_lines(lines, N))) {
+				solve(chessboard1, lines1, N);
+				delete_array(chessboard1, N);
+				/* Возвращем массив в состояние до входа в рекурсию, соответствующего ферзя убираем */
+				chessboard1 = copy_array_2d(chessboard, N);
+				lines1[line] = 0;
+			}
+	}
+	free(lines1);
+	delete_array(chessboard1, N);
+	}
+}
+void put_the_queen(int **chessboard, int *lines, int N, int column, int line) {
+	/* Если клетка занята/под боем - пропускаем */
+	if (chessboard[line][column]) {
+		return;
+	}
+	/* "Занимаем" строку ферзем */
+	lines[line] = 1;
+
+	/* Проверяем, в какие клетки доски попадет ферзь и красим их в 1 */
+	for (int x = 0; x < N; x++) {
+		for (int y = 0; y < N; y++) {
+			if (abs(x - column) == abs(y - line) || x == column || y == line) {
+				chessboard[y][x] = 1;
+			}
+		}
+	}
+	/* Ставим ферзя */
+	chessboard[line][column] = 2;
+}
+
+int **create_array(int N) {
+    int **array = (int**)calloc(N, sizeof(int*));
+    for (int i = 0; i < N; i++) {
+        array[i] = (int*)calloc(N, sizeof(int));
+    }
+    return array;
+}
+void delete_array(int **array, int N) {
+    for (int i = 0; i < N; i++) {
+        free(array[i]);
+    }
+    free(array);
+}
+void print_array(int **array, int N) {
+    printf("............\n");
+    for (int i = 0; i < N; i++) {
+        for (int j = 0; j < N; j++) {
+            printf("%c ", (array[i][j] == 2) ? ('Q') : ('*'));
+        }
+        printf("\n");
+    }
+    printf("............\n");
+}
+int **copy_array_2d(int **array, int N) {
+    int **array1 = create_array(N);
+    for (int i = 0; i < N; i++) {
+        for (int j = 0; j < N; j++) {
+            array1[i][j] = array[i][j];
+        }
+    }
+    return array1;
+}
+int *copy_array_1d(int *array, int N) {
+    int *array1 = (int*)calloc(N, sizeof(int));
+    for (int i = 0; i < N; i++) {
+        array1[i] = array[i];
+    }
+    return array1;
+}
+int first_empty_line(int *array, int N) {
+    for (int i = 0; i < N; i++) {
+        if (array[i] == 0) {
+            return i;
+        }
+    }
+    return -1;
+}
+int array_is_any_empty(int *array, int N) {
+    for (int i = 0; i < N; i++) {
+        if (array[i] == 0) {
+            return 1;
+        }
+    }
+    return 0;
+}
+int count_busy_lines(int *array, int N) {
+    int sum = 0;
+    for (int i = 0; i < N; i++) {
+        if (array[i] == 1) {
+            sum++;
+        }
+    }
+    return sum;
+}