8 Queens Problem และอัลกอริทึมในการแก้ปัญหาด้วย Golang

#### อัลกอริทึม 8 Queens Problem คืออะไร?

โจทย์ปัญหา 8 Queens เป็นหนึ่งในโจทย์คลาสสิกทางด้านคอมพิวเตอร์ ซึ่งตั้งขึ้นเพื่อวัดความสามารถของอัลกอริทึมในการค้นหาคำตอบที่ถูกต้องโดยปัญหามีเงื่อนไขว่า สามารถวางราชินี (Queens) บนกระดานหมากรุกขนาด 8x8 ได้ทั้งหมด 8 ตัวโดยที่พวกเธอไม่สามารถจัดการกันเองได้ตามกฎหมากรุก นั่นคือ ราชินีแต่ละตัวไม่สามารถยืนอยู่บนเส้นทางการเดินของราชินีตัวอื่นๆ ไม่ว่าจะเป็นแนวตั้ง แนวนอนหรือแนวทแยงมุม

#### วิธีแก้ปัญหา 8 Queens Problem

อัลกอริทึมที่ทรงประสิทธิภาพในการแก้ไขโจทย์ 8 Queens ได้แก่ "Backtracking" อัลกอริทึมนี้มีหลักการคือการทดลองวางราชินีแต่ละตัวบนกระดานและย้อนกลับ (backtrack) เมื่อพบว่าการวางตัวล่าสุดนั้นส่งผลให้ไม่สามารถวางราชินีต่อไปได้โดยไม่ละเมิดเงื่อนไขของโจทย์

#### ตัวอย่างโค้ด Golang ในการแก้ 8 Queens Problem

package main

import "fmt"

const N = 8

var position [N]int

func isSafe(queen_number, row_position int) bool {
    for i := 0; i < queen_number; i++ {
        other_row_pos := position[i]
        if other_row_pos == row_position ||
           other_row_pos == row_position-(queen_number-i) ||
           other_row_pos == row_position+(queen_number-i) {
            return false
        }
    }
    return true
}

func printBoard() {
    for i := 0; i < N; i++ {
        for j := 0; j < N; j++ {
            if position[i] != j {
                fmt.Print(" . ")
            } else {
                fmt.Print(" Q ")
            }
        }
        fmt.Println()
    }
    fmt.Println()
}

func solve(queen_number int) {
    if queen_number == N {
        printBoard()
        return
    }

    for i := 0; i < N; i++ {
        if isSafe(queen_number, i) {
            position[queen_number] = i
            solve(queen_number + 1)
        }
    }
}

func main() {
    solve(0)
}

#### Usecase ในโลกจริงของ 8 Queens Problem

แม้ว่าในตัวมันเองโจทย์ 8 Queens Problem อาจจะดูไม่มีความสำคัญทางปฏิบัติมากนัก แต่อัลกอริทึมที่ใช้แก้โจทย์ปัญหานี้ ได้แก่ backtracking นั้นมีการประยุกต์ใช้ในหลากหลายสถานการณ์จริง เช่น การวางตารางการทำงาน (scheduling), การประมวลผลข้อมูลสำหรับเกมประเภทเชิงกลยุทธ์ หรือแม้แต่ในการหาทางออกของมาซแฟลงหรือปัญหาการเดินทางของพ่อค้า (travelling salesman problem)

#### วิเคราะห์ Complexity

Complexity ของอัลกอริทึม backtracking ในปัญหา 8 Queens นี้คือ O(n!) เนื่องจากสำหรับราชินีแต่ละตัวมี n ทางเลือก และมีทั้งหมด n ราชินีที่ต้องวาง

#### ข้อดีและข้อเสียของอัลกอริทึมนี้

ข้อดี:

- สามารถหาคำตอบที่ถูกต้องทั้งหมด

- ง่ายต่อการทำความเข้าใจและนำไปประยุกต์ใช้

ข้อเสีย:

- การคำนวณอาจช้าเมื่อกำหนดขนาดของกระดานที่ใหญ่ขึ้น

- ไม่มีการรับประกันว่าจะได้คำตอบที่เหมาะสมที่สุดในกรณีที่มี solution ที่หลายรูปแบบ

การเรียนรู้การแก้ปัญหา 8 Queens Problem เป็นตัวอย่างที่ดีของหลักการและวิธีการแก้ปัญหาที่สามารถนำไปใช้กับปัญหาอื่น ๆ ในโลกจริง ที่ EPT, เราส่งเสริมให้นักเรียนเข้าใจหลักการพื้นฐานเหล่านี้เพื่อสร้างฐานความรู้ที่มั่นคงในการเผชิญกับปัญหาที่ซับซ้อนและหลากหลายที่พวกเขาจะเผชิญในวิชาชีพการเขียนโปรแกรมและการพัฒนาซอฟต์แวร์ในอนาคต.

หมายเหตุ: ข้อมูลในบทความนี้อาจจะผิด โปรดตรวจสอบความถูกต้องของบทความอีกครั้งหนึ่ง บทความนี้ไม่สามารถนำไปใช้อ้างอิงใด ๆ ได้ ทาง EPT ไม่ขอยืนยันความถูกต้อง และไม่ขอรับผิดชอบต่อความเสียหายใดที่เกิดจากบทความชุดนี้ทั้งทางทรัพย์สิน ร่างกาย หรือจิตใจของผู้อ่านและผู้เกี่ยวข้อง