第1次实验——NPC问题(回溯算法、聚类分析)

1）八皇后及N皇后问题
       八皇后问题，是一个古老而著名的问题，是回溯算法的典型案例。该问题是国际西洋棋棋手马克斯·贝瑟尔于1848年提出：在8X8格的国际象棋上摆放八个皇后，使其不能互相攻击，即任意两个皇后都不能处于同一行、同一列或同一斜线上，问有多少种摆法。 高斯认为有76种方案。1854年在柏林的象棋杂志上不同的作者发表了40种不同的解，后来有人用图论的方法解出92种结果。计算机发明后，有多种方法可以解决此问题。
      请编程实现八皇后问题，并把92种解的前三种解输出到屏幕（8*8的二维矩阵，Q代表皇后，X代表空）。并把此问题的求解过程延伸到N皇后问题。
       程序代码如下所示：

package 算法;

public class EightQueen {
private int index = 1;
private final static int SCALE = 8;
private int[] answer = new int[SCALE];

private void initArray() {
for (int i = 0; i < answer.length; i++) {
answer[i] = -1;
}
}

private boolean canStay(int row, int col) {
for (int i = 0; i < row; i++)
{
if (answer[i] == col  || Math.abs(row - i) == Math.abs(col - answer[i]))
{
return false;
}
}
return true;
}

private void calculate() {
for (int row = 0; row < SCALE; row++)
{
if (answer[row] == -1)
{
answer[row] = 0;
}

for (int col = answer[row]; col <= SCALE; col++)
{
if (col == SCALE)
{
answer[row] = -1;
row--;
if (row < 0)
{
return;
}
col = answer[row];
continue;
}

if (canStay(row, col))
{
answer[row] = col;
if (row == SCALE - 1)
{
showMsg();
continue;
}
break;
}
}
}
}

private void showMsg() {
if (index<4)
{
System.out.println(" - 第" + index + "种方案 -");
for (int i = 0; i < answer.length; i++)
{
for (int j = 0; j < SCALE; j++)
{
if (answer[i] == j)
{
System.out.print("Q ");
} else {
System.out.print("X ");
}
}
System.out.println("");
}
System.out.println("\n");
index++;
}
}

public EightQueen() {
initArray();
calculate();
}

public static void main(String[] args) {
System.out.println("列举"+SCALE+"皇后问题的前 3 种方案!");
System.out.println();
EightQueen eightQueen = new EightQueen();
}
}

         
程序运行结果如下所示：






2）学生聚类分析思考
      为了实现因材施教的目标，现教务处计划对学生进行摸底并分类，假如使用K均值聚类算法，并且认为学生大概可以分为四类，分别为“积极主动型”、“学霸型”、“游戏人生型”、“迷茫无目标型”。现在你是该项目的负责人，（1）请设计一个较为完整的项目实施方案；（2）你是否认可对学生进行分类？（3）按照你给定的实施方案与需要测量的要素（如天学习时间），请尝试按照自身情况对其进行回答，以及对自身的评价与定位和努力目标。
解：（1）具体项目实施方案：设计一份调查问卷表，以问卷星的形式对本校在校学生进行调查，再把结果汇集 起来进行分析和研究。问卷调查表的[b]具体内容如下所示。[/b] 
       

1．您的性别（ ）

A. 男          B. 女

2.您所在的年级（）

A．13级       B．12级      C. 11级     D．10级                     

3．除了双休日，您觉得每天平均拥有多少课余时间？（）

A.少于3小时  B.3-5小时（不含5）  C.5-8小时（不含8）   D.8小时以上

4、你每周的课余时间里您都做些什么？可多选（               ）

A、学习(包括读课外书)   B、睡懒觉    C、逛街、购物聚会   D、兼职或义工  

E、和同学闲聊、和同学沟通联络感情      F、打扑克、棋牌等     G、健身、运动  

H、上网   I、参加院、系组织的社团活动   J、其他

5.你每周兼职的时间为（  ）

A．0-2小时   B.2-4小时   C.4-8小时    D.超出8小时

6.你每周的上网时间为（  ）

A.5小时以下   B.5-10小时   C.10-15小时   D.15-20小时   E.20小时以上

7.你上网一般都在干什么? 可以多选 （              ）

A.查阅资料或浏览网页    B.玩游戏或上QQ     C.看电视或听音乐    D.逛网店

8.你每周外出大约多长时间（  ）

A.0-3小时    B.3小时-1天  C.1-2天  D.2天以上

9.你每周体育锻炼时间（  ）

A.0-3小时   B.3小时-6小时  C.6-9小时 D.9小时以上

10.你参加社团活动的时间（  ）

A. 比较频繁    B. 有时    C. 偶尔     D. 其他_______

11．你一般与朋友的交往：（  ）

A. 比较频繁    B. 有时    C. 偶尔     D. 其他________

12.你每周看新闻或关心政事的时间:（  ）

A.从不   B.每周一两次   C.每天一次   D.时刻关注

13.每周与家人一起的时间（包括视频、电话、见面）：（  ）

A.从不   B.每月一两次   C.每周一两次次   D.每天

14．如果您对现在的课余时间安排感到不满意，那原因是(最多选三项)（        ）

A．课余时间太少                  B．缺乏科学的计划

C．太懒惰，没有付诸行动          D．课余生活不够丰富

E．社团工作占据太多时间          F．自制力不强，容易被诱惑

G．其它              

15. 您认为现在课余时间的利用给您带来的影响主要是什么（最多选四项）（         ）

A.生活井然有序，活得充实而快乐

B.学业上大有进步，掌握了更多的知识技能，开阔了眼界

C.结识了更多的朋友，增进了朋友情谊

D.个人工作能力得到迅速提升

E做兼职增加了社会经验也增加了经济来源

F.经常迷茫，无所事事

G.经常上网，花费了金钱和时间

16. 您认为通过什么方法帮助自己合理安排课余时间最有效？（）

A.自己制定时间安排表并严格执行          B.向师长讨教经验

C.跟同门朋友交流，互相监督              D.跟父母反映并寻求父母的帮助

E其他                   

 

（2）我认为可以对学生进行分类，这样可以大概确定每个学生所属的类型，有助于学生对自己的认识。
（3）对于上面这份问卷：我的答案是

1．您的性别 （A ）

A.男          B. 女

2.您所在的年级（ C）

A．13级        B．12级      C. 11级     D．10级                     

3．除了双休日，您觉得每天平均拥有多少课余时间？（ D）

A.少于3小时   B.3-5小时（不含5）  C.5-8小时（不含8）  D.8小时以上

4、你每周的课余时间里您都做些什么？可多选（    AEGHJ           ）

A、学习(包括读课外书)   B、睡懒觉    C、逛街、购物聚会   D、兼职或义工  

E、和同学闲聊、和同学沟通联络感情      F、打扑克、棋牌等     G、健身、运动  

H、上网  I、参加院、系组织的社团活动  J、其他

5.你每周兼职的时间为（ A ）

A．0-2小时    B.2-4小时    C.4-8小时     D.超出8小时

6.你每周的上网时间为（ D ）

A.5小时以下  B.5-10小时  C.10-15小时  D.15-20小时  E.20小时以上

7.你上网一般都在干什么? 可以多选 （      ABC        ）

A.查阅资料或浏览网页    B.玩游戏或上QQ     C.看电视或听音乐    D.逛网店

8.你每周外出大约多长时间（B  ）

A.0-3小时   B.3小时-1天   C.1-2天   D.2天以上

9.你每周体育锻炼时间（ B ）

A.0-3小时  B.3小时-6小时   C.6-9小时  D.9小时以上

10.你参加社团活动的时间（ C ）

A.比较频繁    B. 有时    C. 偶尔     D. 其他_______

11．你一般与朋友的交往：（ A ）

A.比较频繁    B. 有时    C. 偶尔     D. 其他________

12.你每周看新闻或关心政事的时间:（C  ）

A.从不  B.每周一两次  C.每天一次  D.时刻关注

13.每周与家人一起的时间（包括视频、电话、见面）：（ D ）

A.从不  B.每月一两次  C.每周一两次次  D.每天

14．如果您对现在的课余时间安排感到不满意，那原因是(最多选三项)（   ABD     ）

A．课余时间太少                  B．缺乏科学的计划

C．太懒惰，没有付诸行动          D．课余生活不够丰富

E．社团工作占据太多时间          F．自制力不强，容易被诱惑

G．其它              

15.您认为现在课余时间的利用给您带来的影响主要是什么（最多选四项）（  ABC       ）

A.生活井然有序，活得充实而快乐

B.学业上大有进步，掌握了更多的知识技能，开阔了眼界

C.结识了更多的朋友，增进了朋友情谊

D.个人工作能力得到迅速提升

E做兼职增加了社会经验也增加了经济来源

F.经常迷茫，无所事事

G.经常上网，花费了金钱和时间

16.您认为通过什么方法帮助自己合理安排课余时间最有效？（C ）

A.自己制定时间安排表并严格执行          B.向师长讨教经验

C.跟同门朋友交流，互相监督              D.跟父母反映并寻求父母的帮助

E其他                    

通过填写这份问卷，我给自己定位是“积极主动型”，我觉得我还是能够掌握好自己的空余时间，不沉溺于某种东西（比如说游戏）上面，不足之处是不能平衡学习和娱乐的时间，学习的力度还不够，所以以后会多注意这一点，在学习上多下点功夫。