八皇后问题实验报告

软件工程上机报告实验名称：八皇后问题图形界面求解姓名：郭恂学号：2011011435班级：11级数学班中国石油大学（北京）计算机科学与技术系一、试验程序截图：点击显示下一组解即可显示下一组解：同样的，如果点击上一组解即可显示上一组解。

若在第1组解时点击显示上一组解会弹出报错提示框。

同样，若在第92组解点击显示下一组解也会弹出报错提示框：二、程序代码程序使用Java语言编写，编写环境为jdk1.6.0_18。

使用编程开发环境eclipse.exe编写。

本程序创建了两个类，两个类在同一个工程中。

其中Queen类的作用仅仅用来保存八皇后问题计算结果的数据，便于画图时使用。

本程序大概由两部分组成，第一部分是解八皇后问题，第二部分是画图。

程序源代码为：类1：public class Queen{public int[] x=new int[8];public int[] y=new int[8];public String name;}类2：import javax.swing.*;import java.awt.event.*;import java.awt.*;import javax.swing.JOptionPane;public class bahuanghou extends JFrame implements ActionListener {//JLabel[] l;int number=0; //当前显示的解的编号int sum=0; //所有解得数量JLabel l2;JButton b1,b2; //b1为显示下一组解得按钮，b2为显示上一组解得按钮。

Queen[] q=new Queen[128]; //得到的解储存在Queen类的数组里面。

private Image bomb1=Toolkit.getDefaultToolkit().getImage("D:\\qizi1.JPG"); //黑格棋子为bomb1private Image bomb2=Toolkit.getDefaultToolkit().getImage("D:\\qizi2.JPG"); //白格棋子为bomb2public bahuanghou() //构造方法，初始化窗口。

{Queen(); //调用Queen函数解八皇后问题。

this.setBounds(400, 200, 500, 500); //设置窗体大小为(500,500),起始位置为(400,200)this.setVisible(true); //设置窗体可视为truethis.setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE); //设置窗体右上角的功能this.setLayout(new BorderLayout()); //窗体采用边布局//北部l2=new JLabel("八皇后问题共有"+(sum)+"组解,当前为第"+(number+1)+"组解");this.add(l2,"North");//中部//中部用paint函数来画八皇后问题的解。

//南部JPanel p2=new JPanel(); //南部使用一个流布局的panel。

p2.setLayout(new FlowLayout());this.add(p2,"South");b2=new JButton("显示上一组解");b2.addActionListener(this); //按钮注册事件监听器p2.add(b2);b1=new JButton("显示下一组解");b1.addActionListener(this); //按钮注册事件监听器p2.add(b1);}//解八皇后问题的函数public void Queen(){int num=0; //记录解得数量。

与类成员sum作用相同，只不过sum保存在类中，num用于给Queen的数组赋值。

int n=8; //皇后上限为8int[] x=new int[9]; //原本应该是长度为8的数组，这里为了后续计算方便，采用长度为9的数组，其中x[0]=0时不占任何内容的。

x[1]为第一行的皇后棋子。

x[0]=x[1]=0; //x[i]代表第i行的皇后，x[i]的值代表该皇后所在的列数。

int k=1;while(k > 0){x[k]+=1; //转到下一行while (x[k]<=n && this.Place(k,x)==false){//如果无解，最后一个皇后就会安排到格子外面去x[k]+=1;}if(x[k]<=n){//第k个皇后仍被放置在格子内，有解if(k==n){this.q[num]=new Queen(); //开拓保存解得空间for(int i=0;i<n;i++){q[num].x[i]=i; //第i个皇后所在的行数为iq[num].y[i]=x[i+1]-1; //第i个皇后所在的列数为x[i+1]-1}num++;sum++;}else{k++;x[k]=0; //转到下一行}}else//第k个皇后已经被放置到格子外了，没解，回溯k--; //回溯}}boolean Place(int k,int[] x) //判断第k个皇后能否放在第x[k]列上。

{int i = 1;while( i < k){if( x[i]==x[k] || (Math.abs(x[i]-x[k]) == Math.abs(i-k)) ) //x[i]==x[k]用来判断第K个是否与之前的皇后在同一列。

(Math.abs(x[i]-x[k]) == Math.abs(i-k))用来判断第k个皇后是否与之前的皇后在同一条斜线上。

return false;i++;}return true;}public void paint(Graphics g){super.paint(g);//底色为灰g.setColor(Color.GRAY);g.fillRect(50,50,400,400);//画棋盘int i,j;for(i=0;i<8;i++) //黑白格相间，最左上角(0,0)为白格。

for(j=0;j<8;j++){if((i+j)%2==0)g.setColor(Color.WHITE); //i+j为偶数时是白格，i+j为奇数时是黑格。

else g.setColor(Color.BLACK);g.fillRect(70+45*i,70+45*j,45,45);}//画棋子for(i=0;i<8;i++){if((this.q[number].x[i]+this.q[number].y[i])%2==0) //棋子的x+y为偶数时用白格棋子bomb2g.drawImage(bomb2,70+this.q[number].y[i]*45,70+this.q[number].x[i]*45, 45, 45, this);else if((this.q[number].x[i]+this.q[number].y[i])%2==1) //棋子的x+y为奇数时用黑格棋子bomb1g.drawImage(bomb1,70+this.q[number].y[i]*45,70+this.q[number].x[i]*45, 45, 45, this);}}public void actionPerformed(ActionEvent e) //事件监听器{if(e.getSource()==b1) //事件源为按钮1时“显示下一组解”。

{if(number<(sum-1)){this.number++; //当前显示解序号+1l2.setText("八皇后问题共有"+(sum)+"组解,当前为第"+(number+1)+"组解"); //提示信息变更。

repaint(); //重画}else JOptionPane.showMessageDialog(null,"这已经是最后一组解了！"); //越界时提示报错，然后什么也不做。

}else if(e.getSource()==b2) //事件源为按钮2时"显示上一组解"，与按钮b2同理。

{if(number>0){this.number--;l2.setText("八皇后问题共有"+(sum)+"组解,当前为第"+(number+1)+"组解");repaint();}else JOptionPane.showMessageDialog(null,"这已经是第一组解了！");}}public static void main(String args[]){new bahuanghou(); //主函数中新建实例，开拓窗体。

}}三、程序编写过程。

首先我把程序分为两部分：第一部分的任务是构建窗体，画棋盘、棋子。

第二部分的任务是求解八皇后问题。

我首先考虑的时第一部分如何能获得第二部分求得的解。

如是我编写了public class Queen ，并用它创建了一个数组，这样第二部分中求得解保存在数组中，第一部分绘图时可以随时取出来使用。

之后我先开始编写的第一部分，构建窗体，设置窗体的大小为（500，,500）设置布局，可见，将按钮和标签加入窗体中后，我开始考虑如何绘制棋盘、棋子，以及相应的解的显示方法。

我首先想以其中（400,400）的区域作为画布，长和宽分别留了100像素，也就是上下左右各50像素。

涂为灰色。

然后我去网上查找国际象棋棋盘的图像，棋盘横竖为8个格子。

如果画布上画满棋盘的话每个格子的长和宽都是（400/8）=50的，但我觉得整个棋盘占满画布应该不太好看（因为背景颜色太淡了，会与棋盘中白色的格子混淆），于是我就想让棋盘占据画布的中央部分，那么每个格子长和宽分别为45,45。

这样就占了45*8=360的空间。

长和款分别留了40像素，也就是上下左后各20像素。

具体坐标如图所示。

然后考虑棋盘格子的绘制，棋盘黑白格相间，每行、每列格子数目均为8。

每个格子长和宽分别为45,45。

编写了一个循环很简单就绘制出来了。

之后是如何让棋子出现在棋盘上，这也是整个程序最困扰我的地方。