如何解决为什么我的 n-queens 代码返回空列表?
我目前正在处理 SICP Exercise 2.42。我知道我的 adjoin-position
函数被窃听了,因为当我用
(define (adjoin-position-WORKING new-row k rest-of-queens)
(cons (list new-row k) rest-of-queens))
我从 queens
得到了合理的输出。
在此替换之前,我使用练习模板的代码如下:
#lang sicp
;;Boilerplate functions that the exercise calls:
(define (filter predicate sequence)
(cond ((null? sequence) nil)
((predicate (car sequence))
(cons (car sequence)
(filter predicate (cdr sequence))))
(else (filter predicate (cdr sequence)))))
(define (enumerate-interval low high)
(cond ((> low high) nil)
((= low high) (list high))
(else (cons low (enumerate-interval (+ 1 low) high)))))
(define (flatmap proc seq)
(accumulate append nil (map proc seq)))
(define (accumulate op initial sequence)
(if (null? sequence)
initial
(op (car sequence)
(accumulate op initial (cdr sequence)))))
;;;Start of solution:
(define empty-board nil)
;Placeholder,stops the filter from actually filtering anything:
(define (safe? new-queen-col-numb old-solutions) #t)
;;THE RELEVANT BIT
(define (adjoin-position ultimate-row-index new-queen-col-pos old-solutions)
(define (iter to-append-left to-append-right depth)
(cond ((null? to-append-right) to-append-left)
((= depth 1)
(append to-append-left (cons new-queen-col-pos to-append-right)))
(else (iter (append to-append-left (list (car to-append-right)))
(cdr old-solutions)
(- depth 1)))))
(iter nil old-solutions ultimate-row-index))
;;The template provided by the exercise,untouched by me:
(define (queens board-size)
(define (queen-cols k)
(if (= k 0)
(list empty-board)
(filter
(lambda (positions) (safe? k positions))
(flatmap
(lambda (rest-of-queens)
(map (lambda (new-row)
(adjoin-position new-row k rest-of-queens))
(enumerate-interval 1 board-size)))
(queen-cols (- k 1))))))
(queen-cols board-size))
;;Example of adjoin-position working as expected:
(adjoin-position 2 5 (list 10 11 12 13 14 15 16))
;Output: (10 5 11 12 13 14 15 16)
;i.e. it placed 5 at position 2,as I wanted it to.
;;Code to show that my adjoin-position is bugged.
(map queens (enumerate-interval 1 3))
我的最终函数 (map queens (enumerate-interval 1 3))
的输出很糟糕:
((())
(() () () ())
(()
()
()
()
()
()
()
()
()
()
()
()
()
()
()
()
()
()
()
()
()
()
()
()
()
()
()))
用 adjoin-position
替换 adjoin-position-WORKING
后,我的输出更容易忍受:
((((1 1)))
(((1 2) (1 1)) ((2 2) (1 1)) ((1 2) (2 1)) ((2 2) (2 1)))
(((1 3) (1 2) (1 1))
((2 3) (1 2) (1 1))
((3 3) (1 2) (1 1))
((1 3) (2 2) (1 1))
((2 3) (2 2) (1 1))
((3 3) (2 2) (1 1))
((1 3) (3 2) (1 1))
((2 3) (3 2) (1 1))
((3 3) (3 2) (1 1))
((1 3) (1 2) (2 1))
((2 3) (1 2) (2 1))
((3 3) (1 2) (2 1))
((1 3) (2 2) (2 1))
((2 3) (2 2) (2 1))
((3 3) (2 2) (2 1))
((1 3) (3 2) (2 1))
((2 3) (3 2) (2 1))
((3 3) (3 2) (2 1))
((1 3) (1 2) (3 1))
((2 3) (1 2) (3 1))
((3 3) (1 2) (3 1))
((1 3) (2 2) (3 1))
((2 3) (2 2) (3 1))
((3 3) (2 2) (3 1))
((1 3) (3 2) (3 1))
((2 3) (3 2) (3 1))
((3 3) (3 2) (3 1))))
所以,既然我们肯定知道原来的 adjoin-position
被窃听并返回了一个空列表的列表,而不是包括数字在内的任何内容,那么我真正的问题是 - 原来的 {{1} }} 出问题?对我来说最大的惊喜不仅是 adjoin-position
工作得很好,而且 (adjoin-position 2 5 (list 10 11 12 13 14 15 16))
应该调用我理解的 queens
,这也给出了一个可用的结果:{{1} }.我是否误解了 (adjoin-position 1 1 (list nil))
传递给 (1 ())
的参数?
我还没有学会如何调试 Scheme 代码,而是将调用 queens
替换为调用 adjoin-position
:
(map (lambda (new-row)...
为 map-debug
(define (map-debug proc seq)
(display "Input list: ")
(display seq)
(newline)
(display "Output list:")
(display (map proc seq))
(newline)
(map proc seq))
(map queens (enumerate-interval 1 2))
我能弄清楚的最远情况是 Input list: (1)
Output list:(())
Input list: (1 2)
Output list:(() ())
Input list: (1 2)
Output list:(() ())
Input list: (1 2)
Output list:(() ())
((()) (() () () ()))
的 (lambda (rest-of-queens)
(map (lambda (new-row)
(adjoin-position new-row k rest-of-queens))
(enumerate-interval 1 board-size)))
语句的 (= depth 1)
分支似乎永远不会运行。我不知道为什么,我只知道在其中粘贴 adjoin-position
行表明该分支从未被使用过。似乎它的 cond
参数正在传递 display
?
解决方法
首先让我描述一下我如何理解该程序的目的。因为如果我们对它应该如何工作有不同的想法,那么理解实现就很困难。
假设我们已经有了 1-Column 和 2-Column 问题的第一个解决方案:
First of 8 Solutions To the 1-Column Problem:
=============================================
_
|_|
|_|
|_|
|_|
|_|
|_|
|_|
|Q|
position: ((1 1))
First of 42 Solutions To the 2-Column Problem:
==============================================
_ _
|_|_|
|_|_|
|_|_|
|_|_|
|_|_|
|_|Q|
|_|_|
|Q|_|
position: ((2 3) (1 1))
对于 3-Column 问题,我们从 2-Column 问题的第一个解决方案开始,然后为 8 个可能的行生成 8 个可能的棋盘位置,皇后可以放置在第 3 列中:
First 8 Positions to Test as Possible Solutions To the 3-Column Problem:
========================================================================
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
|_|_|_ |_|_|_ |_|_|_ |_|_|_ |_|_|_ |_|_|_ |_|_|_ |_|_|?
|_|_|_ |_|_|_ |_|_|_ |_|_|_ |_|_|_ |_|_|_ |_|_|? |_|_|_
|_|_|_ |_|_|_ |_|_|_ |_|_|_ |_|_|_ |_|_|? |_|_|_ |_|_|_
|_|_|_ |_|_|_ |_|_|_ |_|_|_ |_|_|? |_|_|_ |_|_|_ |_|_|_
|_|_|_ |_|_|_ |_|_|_ |_|_|? |_|_|_ |_|_|_ |_|_|_ |_|_|_
|_|Q|_ |_|Q|_ |_|Q|? |_|Q|_ |_|Q|_ |_|Q|_ |_|Q|_ |_|Q|_
|_|_|_ |_|_|? |_|_|_ |_|_|_ |_|_|_ |_|_|_ |_|_|_ |_|_|_
|Q|_|? |Q|_|_ |Q|_|_ |Q|_|_ |Q|_|_ |Q|_|_ |Q|_|_ |Q|_|_
First 8 positions to test:
((3 1) (2 3) (1 1))
((3 2) (2 3) (1 1))
((3 3) (2 3) (1 1))
((3 4) (2 3) (1 1))
((3 5) (2 3) (1 1))
((3 6) (2 3) (1 1))
((3 7) (2 3) (1 1))
((3 8) (2 3) (1 1))
Adjoin-position 被调用 8 次,以通过扩展 2 列解决方案来创建要测试的位置。 (造成混淆的一个可能原因是 adjoin-position 的前两个参数是 row 然后 col,但通常位置是 col 然后 row)。
Creating the first 8 positions to test:
(adjoin-position 1 3 ((2 3) (1 1))) => ((3 1) (2 3) (1 1))
(adjoin-position 2 3 ((2 3) (1 1))) => ((3 2) (2 3) (1 1))
(adjoin-position 3 3 ((2 3) (1 1))) => ((3 3) (2 3) (1 1))
(adjoin-position 4 3 ((2 3) (1 1))) => ((3 4) (2 3) (1 1))
(adjoin-position 5 3 ((2 3) (1 1))) => ((3 5) (2 3) (1 1))
(adjoin-position 6 3 ((2 3) (1 1))) => ((3 6) (2 3) (1 1))
(adjoin-position 7 3 ((2 3) (1 1))) => ((3 7) (2 3) (1 1))
(adjoin-position 8 3 ((2 3) (1 1))) => ((3 8) (2 3) (1 1))
然后对这些进行过滤,给出扩展第一个 2 列解决方案的 3 列问题的四个解决方案。
First 4 (of 140) Solutions to the 3-Column problem:
===================================================
positions:
((3 5) (2 3) (1 1))
((3 6) (2 3) (1 1))
((3 7) (2 3) (1 1))
((3 8) (2 3) (1 1))
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
|_|_|_ |_|_|_ |_|_|_ |_|_|Q
|_|_|_ |_|_|_ |_|_|Q |_|_|_
|_|_|_ |_|_|Q |_|_|_ |_|_|_
|_|_|Q |_|_|_ |_|_|_ |_|_|_
|_|_|_ |_|_|_ |_|_|_ |_|_|_
|_|Q|_ |_|Q|_ |_|Q|_ |_|Q|_
|_|_|_ |_|_|_ |_|_|_ |_|_|_
|Q|_|_ |Q|_|_ |Q|_|_ |Q|_|_
正如你所看到的,我的邻接位置与你的完全不同,它接受一个列表列表并返回一个更长的列表列表(棋盘上皇后的坐标)。
我发现很难理解我自己的解决方案,目前我正在努力理解你的解决方案是如何工作的。如果我的描述的图片/算法部分与您的解决方案相匹配,并且只是位置的表示/实现不同,那么如果您能描述您如何表示这些位置可能会很有用。例如,您希望看到什么而不是:
(adjoin-position 1 3 ((2 3) (1 1))) => ((3 1) (2 3) (1 1))
(adjoin-position 2 3 ((2 3) (1 1))) => ((3 2) (2 3) (1 1))
(adjoin-position 3 3 ((2 3) (1 1))) => ((3 3) (2 3) (1 1))
...
,
问题是找bug,问题差点就成功了。在问题中,我们得到了:
它的 old-solutions
参数似乎被传递为零?
解释这一点以及所讨论的错误并不困难。确定的问题:
暗示该错误在以下代码块中,但我没有看到。
(lambda (rest-of-queens)
(map (lambda (new-row)
(adjoin-position new-row k rest-of-queens))
(enumerate-interval 1 board-size)))
要了解出了什么问题,我们需要查看 rest-of-queens
参数。相关部分是 rest-of-queens
将成为我们怀疑的 old-solutions
参数。从引用的这段代码向上看一级,我们发现传递给 rest-of-queens
的值是列表 (queen-cols (- k 1))
中的条目(它通过对 flatmap
的调用传递,它是map
)。这就是我们有错误的地方。该问题怀疑对 adjoin-position
的调用是 (adjoin-position 1 1 (list nil))
,其中 (list nil)
将来自对 (queen-cols (- k 1))
的调用,最终到达 {{1}} 案例。虽然 = n 0
将返回 queen-cols
并将其传递给 (list nil)
是正确的,但错误忽略了一个事实,因为 flatmap
是一个 flatmap
,传递给 map
的参数是 adjoin-position
的元素,即所讨论的调用将 (list nil)
作为其最终参数,而不是 nil
。正因为如此,(list nil)
只使用它的 adjoin-position
分支,使其几乎没有用处。
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