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최근 수정 시각 : 2024-10-04 11:46:06

여덟 퀸 문제


1. 개요
1.1. 해답
2. n-Queens 문제
2.1. n-Queens 문제의 해2.2. n-Queens 문제와 백트래킹 방법

1. 개요

여덟 퀸 문제는 1848년 막스 베첼이 처음으로 제안한 퍼즐 문제로, 수학컴퓨터과학에서 알고리즘 문제로 많이 거론된다. 규칙은 간단하다.
  1. 8 x 8 체스판 8개를 배치한다.
  2. 단, 어떤 퀸도 다른 퀸을 위협해서는 안 된다.

체스에서 퀸은 상하좌우와 대각선 4방향 모두, 즉 8방향으로 끝까지 이동할 수 있는 최강의 기물이다. 쉽게 말해서 2번 규칙은 각 퀸의 경로에 다른 퀸이 있어서는 안 된다는 뜻이다.

1.1. 해답

파일:8퀸 문제 해법.png
위와 같이 12개의 기본 형태가 있으며, 이를 근본해라고 한다. 대칭인 마지막 패턴(4개, 180도 회전과 상하대칭이 겹침)을 제외하고 각 8개를 회전(4개) 및 대칭이동(4개) 으로 만들 수 있으므로, 여덟 퀸의 경우 총 92개의 해가 있다.

2. n-Queens 문제

n-Queens 문제는 n개의 여왕말을 n×n 체스판에 서로 위협하지 않도록 배치하는 문제로서, 여덟 퀸 문제를 일반화한 알고리즘 문제다. 일반화된 n-Queens 문제에 대한 해법으로는, n이 2, 3인 경우를 제외하고 모든 자연수에서 해를 찾을 수 있다.

2.1. n-Queens 문제의 해

n개의 퀸을 n×n 체스판에 나타내는 해의 수는 n에 따라 달라진다. 고유한 해(대칭인 해를 제외한 해)는 온라인 정수열 사전(OEIS)에서 수열 A002562로 등록되어 있다. 일반적인 해(대칭을 구별하는 해)는 OEIS의 수열 A000170으로 등록되어 있다.

2.2. n-Queens 문제와 백트래킹 방법

n-Queens 문제는 알고리즘 설계 기법 중 하나인 백트래킹 방법으로 해결한다. 아래는 백트래킹으로 n-Queens 문제를 해결하는 파이썬 구현 소스 코드이다.
#!syntax python
def n_queens (i, col):
    n = len(col) -1
    if (promising(i, col)):
        if (i == n):
            print(col[1: n+1])
        else:
            for j in range(1, n+1):
                col[i+1] = j
                n_queens(i+1, col)

def promising (i, col):
    k = 1
    flag = True
    while (k < i and flag):
        if (col[i] == col[k] or abs(col[i] - col[k]) == (i - k)):
            flag = False
        k += 1
    return flag

n-Queens 문제를 백트래킹으로 푸는 방법은 이 영상[1]에 자세히 나오고, 위 소스 코드 구현에 대한 설명은 이 영상[2]에 나와 있다.
[1] 백트래킹과 n-Queens 문제[2] n-Queens 문제의 구현