ARTS 第19周 | LeetCode 51 N皇后問題 | 如何避免軟件系統的過分設計

時間 2020-09-21

標籤 arts 19周 leetcode 皇后問題如何避免軟件系統過分設計简体版

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ARTS

ARTS 是陳浩（網名左耳朵耗子）在極客時間專欄裏發起的一個活動，目的是經過分享的方式來堅持學習。程序員

每人每週寫一個 ARTS：Algorithm 是一道算法題，Review 是讀一篇英文文章，Technique/Tips 是分享一個小技術，Share 是分享一個觀點。

本週內容

這周的 ARTS 你將看到:面試

N皇后網網紅題.
什麼是軟件系統過分設計?

Algorithm

本週的算法題是網紅面試題 N皇后問題: LeetCode 51 N-Queens.算法

這是一道很是經典的使用回溯 + 剪支的搜索類題目, 這道題雖然是 hard 難度, 但我感受最可貴地方在於想到使用深度優先搜索的方法.編程

下面是代碼, 思路詳見註釋.架構

func solveNQueens(n int) [][]string {

ans := make([][]int, 0)

// 下面是回溯記憶操做, 用於剪支

// 由於每次回溯都按行 row 從上到下進行, 所以同一行的皇后互斥已經在回溯流程被排除了

// 只須要考慮列和兩種對角線

col := make(map[int]struct{}, 0) // 表明列中是否已存在皇后

pie := make(map[int]struct{}, 0) // 表明撇(右上到左下)是否已存在皇后

na := make(map[int]struct{}, 0) // 表明捺(左上到右下)是否已存在皇后

queens := make([]int, 0)

// i 表示搜索進行到第 i 行

var dfs func(i int)

dfs = func(i int) {

if i == n {

// 這裏必須對 queens 進行深拷貝, 不然後續回溯會影響 ans 中的結果

tmp := make([]int, len(queens))

copy(tmp, queens)

ans = append(ans, tmp)

}

for j := 0; j < n; j++ {

_, a := col[j]; _, b := pie[i+j]; _, c := na[i-j]

// 剪支

if !a && !b && !c {

col[j], pie[i+j], na[i-j] = struct{}{}, struct{}{}, struct{}{}

queens = append(queens, j)

dfs(i+1)

delete(col, j); delete(pie, i+j); delete(na, i-j)

// 由於底層數據沒有變, 因此必須刪除本次添加的元素, 後續回溯才能正常使用 queens

queens = queens[:len(queens)-1]

}

}

}

dfs(0)

return genMetric(ans, n)

}

func genMetric(ans [][]int, n int) [][]string {

ret := make([][]string, 0)

s := ""

for i := 0; i < n; i++ {

s += "."

}

for _, queens := range ans {

metric := make([]string, 0)

for _, q := range queens {

l := []byte(s)

l[q] = 'Q'

metric = append(metric, string(l))

}

ret = append(ret, metric)

}

return ret

}